Периодически поголодать – полезно
В конце 2014 года вышло исследование в журнале Трудов Американской академии наук, указывающее на пользу периодического голодания. Коллектив во главе с Сатчиданандой Панда из Института биологических исследований Солка в исследованиях на мышах установил, что наиболее распространенная в современном мире система трехразового питания, вполне возможно, не является оптимальной. Древние охотники-собиратели питались реже, и способность думать и действовать много часов без еды является естественным для человека поведением. Исследователи считают полезными для здоровья периодическое ограничение приема пищи, например пару дней в неделю съедать за день не более 500 ккал или отказываться от одного приема пищи 3–4 раза в неделю. Опыты на животных показали, что такие посты останавливают развитие опухолеобразования, диабета и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Эффект от этих перерывов в питании, по-видимому, состоит в том, что голод повышает стрессоустойчивость организма, останавливаются воспалительные процессы, опухоли лишаются «питания», ускоряется устранение поврежденных элементов клеток.
Рис. 16. Механизмы влияния ограничительной диеты на уровне сигнальных молекул и процессов клетки
Возможно ли, не подвергая себя голоданию, добиться оздоравливающего результата наподобие ограничительной диеты? Известны фармацевтические препараты, «подражающие» низкокалорийной диете, поскольку они влияют на такие же сигнальные белки. Например, назначаемый при диабете 2-го типа метформин, повышающий устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям, и иммунодепрессант рапамицин (сиролимус). Последний стимулирует переваривание внутриклеточного мусора и повышает качество укладки клеточных белков. Кроме того, метформин через микробиоту кишечника влияет на поступление в организм метионина, снижая его количество и сокращая вредные влияния. Оба препарата доказали свою способность замедлять старение, продлевая жизнь мышам на 14–38 %. Однако необходимо сказать о нежелательных побочных эффектах данных препаратов, чтобы предостеречь читателей от бесконтрольного их употребления. Метформин способен вызывать расстройства пищеварения и более редко – ацидоз. Рапамицин вызывает снижение чувствительности клеток к инсулину и ухудшение переносимости глюкозы, а также подавление некоторых форм иммунитета. Более безопасны такие миметики ограничительной диеты, как никотинамидадениндинуклеотид (НАД), который увеличивал на 15 % продолжительность жизни нематод, и никотинамид рибозид, продлевавший на 240 % репликативную продолжительность жизни клеток дрожжей. Что касается их предшественника – никотинамида, известного как витамин B3, или ниацин, в больших концентрациях он снижает продолжительность жизни нематод, тогда как в малых – немного увеличивает (на 6 %). Никотинамид мононуклеотид, более похожий, чем никотинамид рибозид, на НАД, но более дорогой, согласно последним исследованиям Дэвида Синклера в Гарвардской медицинской школе, способен останавливать возрастную дисфункцию митохондрий и замедлять старение мышей.
Итак, что следует запомнить из данного раздела? С целью продления жизни можно применять так называемую ограничительную диету. Легкое голодание меняет работу генов, отвечающих за внутриклеточные сигнальные процессы, таким образом, что организм меньше страдает от действия свободных радикалов, лучше устраняет внутриклеточный мусор, производит более качественные белки и более тщательно ремонтирует повреждения, что способствует долголетию. Влияние ограничительной диеты может быть максимальным, если оно сопровождается правильным режимом питания и соблюдением оптимального состава пищи – с преимущественным контролем количества белков. Существуют также лекарственные средства, вызывающие в организме реакции, подобные влиянию ограничительной диеты, и потому обладающие способностью тормозить старение, по крайней мере в доклинических исследованиях на животных – это метформин, рапамицин, НАД и никотинамид рибозид. Не следует их применять для самолечения. Возможность использования этих препаратов, во избежание неблагоприятных побочных эффектов, требует обязательной консультации с лечащим врачом.
Теперь мы рассмотрим влияние на скорость старения и долголетие различных компонентов пищи.
Макронутриенты
Липиды
В обыденном восприятии масло и жир традиционно ассоциируются с чем-то положительным. Достаточно вспомнить распространенные народные пословицы и поговорки: «не все коту Масленица», «как сыр в масле кататься», «кашу маслом не испортишь», «прошло как по маслу», «не до жиру, быть бы живу». Скорее всего, такое отношение к маслу и жиру было продиктовано тяжелыми условиями жизни людей в прошлом, когда высококалорийные продукты были необходимы при тяжелом физическом труде. Жирная пища к тому же быстро вызывает чувство насыщения и удовлетворенности, поэтому возможность вдоволь наесться жирного мяса, сыра или напиться молока высоко ценилась.
Однако стоит отметить, что в наше время такое некритично-восторженное отношение, как показывают научные исследования, не имеет под собой оснований. Влияние этих продуктов на долголетие неоднозначно. В данном разделе мы рассмотрим, какие жиры и масла полезны для здоровья, а потребление каких стоит ограничить.
То, что обычно мы называем жирами и маслами, на научном языке называется липидами. Это широкая группа нерастворимых в воде органических соединений, которые активно участвуют в нашем метаболизме (обмене веществ). Мы рассмотрим их основную группу – триглицериды.
Триглицериды – это сложные соединения, которые содержат несколько молекул жирных кислот и спирта глицерина. Они подразделяются на жиры (твердые при комнатной температуре) и жидкие масла. Жиры содержат насыщенные жирные кислоты, тогда как масла – ненасыщенные, имеющие одну (мононенасыщенную) или несколько (полиненасыщенные) двойных углеродных связей C ═ C.
Рис. 17. Примеры насыщенных (стеариновая), мононенасыщенных (цисолеиновая), полиненасыщенных (линолевая) жирных кислот и трансжиров (трансолеиновая кислота).
Молекулы насыщенных жирных кислот имеют линейную форму, тогда как ненасыщенных – изогнутую (рис. 17). Изогнутая форма молекулы способствует повышению текучести липидов, поэтому насыщенные триглицериды при комнатной температуре – твердые, а ненасыщенные – жидкие.
Липиды играют значительную роль в нашей физиологии. Соотношение различных липидов в клетках и тканях называется липидным балансом. Если этот баланс нарушается вследствие неправильного питания, различные функции организма начинают страдать и может развиться кардиометаболический синдром.
Кардиометаболический синдром – это комплекс возрастзависимых нарушений, включающий ожирение, снижение чувствительности тканей к инсулину, артериальную гипертензию, склонность к тромбообразованию и нарушение углеводного, липидного и пуринового обмена. В его основе лежит нарушение липидного баланса. Об этом свидетельствуют такие изменения при метаболическом синдроме, как повышенный уровень свободных жирных кислот в венозной крови, высокий уровень липопротеинов низкой плотности, легко проникающих в стенки сосудов и откладывающихся там («плохого» холестерина), и низкий уровень липопротеинов высокой плотности («хорошего» холестерина), который в силу размеров частиц в стенку сосуда не проникает. Данные изменения липидного обмена, наблюдаемые при метаболическом синдроме, вызывают атеросклероз, который служит фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний – инфарктов и инсультов. Возникающая при метаболическом синдроме нечувствительность к инсулину повышает риск развития сахарного диабета 2-го типа.
В организме человека насыщенные жиры играют преимущественно роль запаса «на черный день», так как их калорийность в два раза превышает калорийность углеводов и аминокислот. Кроме того, они защищают внутренние органы от механического повреждения, обеспечивают нашу плавучесть в воде, придают водоотталкивающие свойства коже и волосяному покрову. Но если организм получает их в избытке, они способны серьезно навредить.
Одна из самых распространенных насыщенных жирных кислот – пальмитиновая. Она входит в состав большинства животных жиров и некоторых растительных масел, например в сливочном масле на ее долю приходится 25, в свином сале – 30, а в пальмовом масле – 50 %! Накопление пальмитатов, наблюдаемое в стареющей клетке, снижает способность клетки к делению (это называется репликативным старением), изменяет структуру клеточных мембран, нарушает функции митохондрий и энергетические возможности клетки. В избыточном количестве пальмитат вызывает гибель клеток поджелудочной железы, ответственной за выработку инсулина. Поэтому пища, богатая пальмитиновой кислотой (сливочное и пальмовое масло, сало), при неумеренном потреблении так губительна для функции поджелудочной железы.
Насыщенные жирные кислоты, особенно в окисленном (прогорклом) состоянии, снижают чувствительность тканей к инсулину, что способствует развитию диабета 2-го типа, а также вызывают эндоплазматический стресс и атеросклероз. Избыток некоторых насыщенных жирных кислот способствует возникновению ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, атеросклероза, рака простаты и молочной железы – и это неполный список проблем, которые они могут вызвать. Но не ко всем жирным кислотам нужно относиться с подозрением. Например, стеариновая кислота, составляющая около 50 % жирных кислот в составе говядины и шоколада, менее вредна, так как лишь незначительно увеличивает количество липопротеинов низкой плотности («плохого» холестерина). В организме она быстро превращается в более полезные мононенасыщенные жирные кислоты.
Теперь поговорим о маслах. Наверняка вы неоднократно слышали о ценности рыбьего жира, может быть, даже принимали его в детстве в виде капсул или в жидком виде. Рыбий жир содержит полиненасыщенные жирные кислоты, многие из которых называются незаменимыми, потому что не могут вырабатываться организмом человека и должны быть получены с пищей. Перечислим лишь основные из них.
Арахидоновая и линолевая кислоты, больше известные как омега-6, и альфа-линоленовая, докозагексаеновая и эйкозапентаеновая кислоты, знакомые сторонникам здорового питания как омега-3. Оба вида этих полиненасыщенных жирных кислот играют важную роль в регуляции про- и антивоспалительных реакций, то есть участвуют в работе врожденного иммунитета. В то же время полиненасыщенные жирные кислоты в составе фосфолипидов повышают текучесть клеточных мембран, что облегчает проведение электрических импульсов в синапсах нервных клеток, способствуя улучшению памяти и обучаемости. Недостаток омега-6 замедляет рост, вызывает ожирение печени, нарушения функции кожи и репродукции. Но, как и в других случаях, важна умеренность: избыточное количество омега-6 может быть токсично для нейронов, вызвать ускоренный атеросклероз, тромбоз, астму, артрит, рак груди и простаты.
Какова зависимость между омега-6 и старением? Старение и воспаление тесно взаимосвязаны. Омега-6 превращается в токсичные провоспалительные соединения под действием ферментов COX-1 и COX-2. Однако существуют вещества, препятствующие работе данных ферментов (например, аспирин, ибупрофен, трансресвератрол). Это известные нестероидные антивоспалительные средства, которые обладают и геропротекторными свойствами, замедляя старение модельных животных, а возможно, и человека.
Омега-3 жирные кислоты являются важным компонентом мембранных структур коры головного мозга, спермы, сетчатки глаз. Дефицит омега-3 ухудшает зрение, нарушает функции головного мозга, репродукцию и поведение. Эти жирные кислоты не способны предотвратить инфаркт миокарда, однако оказывают антиаритмическое и антиишемическое действие на сердечную мышцу. Их наличие в пище снижает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера, депрессии, старческих заболеваний глаз – пигментного ретинита. Однако была выявлена связь высоких концентраций в крови длинноцепочечных омега-3 с повышенным риском рака прямой кишки.
Где взять эти полезные виды масел? Наибольшее количество омега-3 жирных кислот содержится в жирных сортах морских видов рыб.
Для восполнения требуемых количеств омега-3 желательно 2–3 раза в неделю употреблять рыбу, такую как лосось, форель, тунец, сельдь, палтус или скумбрия.
Поскольку, в свою очередь, источником многих незаменимых омега-3 для рыб являются микроводоросли морского фитопланктона, которых мало в комбикормах, искусственно выращенные форель или норвежская семга содержат значительно меньше этих важных жирных кислот.
Большое количество омега-3 содержится в льняном масле, которое можно купить практически в любом супермаркете. Его орехово-рыбный привкус нравится не всем, но оно – частый гость на столе у людей, стремящихся сохранить молодость как можно дольше.
Как улучшает здоровье диета с применением жирных кислот омега-3?
Исследования, проведенные в Австралии, показали, что увеличение потребления омега-3 жирных кислот всего за четыре недели снижает число маркеров воспаления в крови на 30 %. Как следствие – улучшается состояние людей, страдающих ревматоидным артритом, астмой, псориазом и другими заболеваниями, сопровождающимися воспалением.
Ослабление интеллектуальных способностей и умственная деградация, развивающиеся в процессе старения, также могут быть ослаблены с помощью применения кислот омега-3.
В то время как употребление насыщенных жиров и содержащих холестерин продуктов повышает риск развития слабоумия и болезни Альцгеймера, прием омега-3, напротив, оказывает защитное действие против этих недугов. В 2011 году проведено исследование, показавшее, что диета, богатая омега-3, помогает облегчить многие симптомы болезни Паркинсона.
Эскимосы Гренландии (инуиты), получающие с пищей очень много кислот омега-3, имеют низкий уровень «плохого» холестерина в крови и очень небольшой риск возникновения сердечных приступов. Установлено, что введение в ежедневный рацион 850 мг омега-3 всего за четыре месяца улучшает липидный профиль крови, на 45 % снижает риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Однако, как показали последние исследования, избыток омега-3 способствует мутагенезу. Возможно, именно поэтому в Гренландии чаще умирают от рака, чем от сердечно-сосудистых заболеваний, и средняя продолжительность жизни там не в числе самых высоких.
Таким образом, в пище необходимо присутствие как омега-6, так и омега-3 жирных кислот (табл. 7). Однако нужно иметь в виду, что полиненасыщенные жирные кислоты чрезвычайно подвержены перекисному окислению (легко прогоркают), а продукты окисления оказывают вредное влияние на ДНК и повреждают структуру белков.
Таблица 7
Соотношение омега-6 и омега-3 в различных маслах
В результате их разложения ускоряются процессы клеточного старения и гибели клеток. Поэтому нужно внимательно следить за свежестью продуктов, содержащих эти кислоты, например хранить открытую бутылку с льняным маслом или рыбьим жиром только в холодильнике.
Каково оптимальное соотношение омега-6 и омега-3? У наших далеких предков оно составляло 1:1. Важно избегать переизбытка омега-6, который может вызвать токсический отклик. Правильно подобрать масла, содержащие эти важные компоненты, читателю поможет приведенная нами таблица.
Мононенасыщенные жирные кислоты в меньшей степени окисляются, в то же время поддерживая на высоком уровне текучесть мембран. Они входят в состав большинства мембранных фосфолипидов клеток человека.
В большом количестве они содержатся в таких продуктах питания, как оливковое и рапсовое растительные масла, авокадо, миндаль, кешью, пекан, макадамия.
В научном исследовании испанских авторов было показано полуторакратное увеличение продолжительности жизни крыс, в корм которых добавляли оливковое масло. Дело в том, что содержащиеся в нем вещества снижают уровень «плохого» холестерина. В небольших количествах они увеличивают чувствительность тканей к инсулину, препятствуя развитию диабета.
Оливковое масло защищает от рака груди
Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Archives of Internal Medicine в августе 1998 года, доказало, что прием столовой ложки оливкового масла ежедневно может понизить опасность возникновения рака груди на 45 %.
В исследовании, длившемся 3 года, приняли участие более 60 000 женщин в возрасте 46–47 лет.
Мононенасыщенные жирные кислоты могут находиться в двух конфигурациях: трансжиры и цисжиры, соответственно тому, какова структура их молекулы относительно двойной связи. Молекула трансжиров формирует относительно прямую углеродную цепочку, тогда как цисжиры имеют изогнутую форму молекулы. Как следствие, текучесть цисжиров гораздо выше, чем трансжиров, которые по консистенции сопоставимы с твердыми насыщенными жирами. К сожалению, сходство трансжиров и насыщенных жиров на этом не заканчивается: по своему влиянию на здоровье они тоже похожи. Они даже более вредны, чем насыщенные жирные кислоты. Из-за особенности структуры молекулы трансжиры с трудом подвергаются расщеплению ферментами, накапливаются в кровотоке, увеличивая долю чрезвычайно мелких, повреждающих стенки артерий липопротеинов низкой плотности («плохой» холестерин) и уменьшая долю липопротеинов высокой плотности («хороший» холестерин). Они оказывают атерогенное и диабетогенное действие. Вызывая воспалительные реакции в стенках сосудов, трансжиры способствуют атеросклерозу и повышают риск инфарктов, болезни Альцгеймера, старческой деменции, бесплодия, болезней печени, желчнокаменной болезни и диабета 2-го типа.
Между тем возможностей получить значительную долю трансжиров при несбалансированном питании довольно много.
Химически модифицированные трансжиры возникают при искусственной гидрогенизации (превращении в твердый маргарин) растительного масла, при поджаривании и выпекании с использованием масла. Не стоит есть маргарин и дезодорированные (лишенные запаха под действием горячего пара) рафинированные масла. Стоит чаще пользоваться пароваркой и мультиваркой!
Кроме того, природные трансжиры образуются в результате жизнедеятельности бактерий в желудке жвачных животных и накапливаются в мясных и молочных продуктах в количестве 2–8 %. К счастью для нас, трансжиры, получаемые из природных источников, не столь вредны. Трансвакценовая кислота, содержащаяся в молочных продуктах, по-видимому, не влияет на развитие сердечно-сосудистых заболеваний, устойчивость к инсулину или воспаление. В то же время она снижает частоту встречаемости рака и ожирения.
Приведу таблицу, где сведены воедино основные источники поступления в организм человека разных типов жирных кислот и их влияние на старение (табл. 8).
Таблица 8
Влияние некоторых жирных кислот на процессы, связанные со старением
* Незаменимые жирные кислоты, присутствие которых в пище обязательно в связи с невозможностью их синтеза клетками человека.
Установлено, что соотношение жирных кислот в мембранах, например, эритроцитов, можно использовать в качестве биомаркера потенциального долголетия. Как у модельных животных, так и у человека повышенное долгожительство коррелирует с низким уровнем полиненасыщенных жирных кислот, высоким уровнем мононенасыщенных и особых насыщенных жирных кислот, имеющих короткую углеродную цепочку.
Однако продления жизни можно добиться не только за счет рационального потребления жиросодержащих продуктов. Попав в организм, липиды принимают участие в целых каскадах реакций, многие из которых можно модифицировать за счет биологических добавок или специальных лекарственных средств. К примеру, можно управлять процессом окисления жирных кислот, улучшая процесс их утилизации при помощи определенных препаратов. Например, дополнительный прием ацетил-L-карнитина, необходимого для транспорта жирных кислот в митохондрии, может замедлять развитие возрастного метаболического синдрома и сердечно-сосудистых заболеваний. Марганец, входящий в состав митохондриальной супероксиддисмутазы, снижает уровень перекисного окисления липидов, способствуя защите клеточных структур от воздействия свободных радикалов и тем самым замедляя старение.
Триглицериды и холестерин циркулируют в крови в составе липопротеинов. С возрастом количество окисленных липопротеинов низкой плотности (ЛНП), или окисленного «плохого» холестерина, увеличивается. В окисленных ЛНП холестерин присутствует в виде оксистеролов. Оксистеролы, связываясь со специфическими белковыми рецепторами на поверхности иммунных клеток макрофагов, вызывают воспалительные реакции в стенках сосудов и способствуют образованию в их стенках атеросклеротических бляшек. Кроме того, окисленные ЛНП, проникая внутрь клетки сосуда, вызывают эндоплазматический стресс, который способствует запуску программы самоуничтожения (апоптоза) клеток, что также ведет к атеросклерозу. Атеросклероз, в свою очередь, – это возрастзависимая причина инфаркта, инсульта и сосудистой деменции.
Холестерин в больших количествах присутствует в жирной пище животного происхождения – мясе, рыбе, яйцах, сливочном масле, сырах, цельном молоке. В то же время он может синтезироваться собственными клетками печени. Этот процесс стимулируется потреблением пищи с преобладанием насыщенных жирных кислот, а затормозить его можно с помощью лекарственных препаратов из группы статинов.
Экспериментально проверяли, может ли симвастатин замедлять старение и увеличивать продолжительность жизни животных. Оказалось, что продолжительности жизни плодовой мухи увеличилась на 25 %, тогда как у мышей результат был нулевым. Будучи млекопитающими, физиологически мыши намного ближе к человеку, чем мухи, поэтому можно предположить, что статины не сыграют существенной роли в продлении жизни людей.
Общий уровень холестерина и липопротеинов низкой плотности достоверно снижается в случае диеты с большим количеством растительных волокон и фитостеролов (этот растительный аналог холестерина препятствует всасыванию холестерина в желудочно-кишечном тракте человека; он содержится в растительных маслах – облепиховом, кукурузном, соевом, – а также в орехах, зерне, овощах и фруктах).
Окисление жирных кислот имеет и другие негативные последствия, связанные с образованием сшивок и накоплением белковых отложений внутри клетки. В процессе клеточного дыхания нередко образуются активные формы кислорода и азота, которые атакуют липиды мембран и вызывают их перекисное окисление. Окисленные липиды образуют химические соединения с белками клетки.
Наиболее подвержены данным процессам митохондрии. Клетка пытается устранить подобный клеточный «мусор» и поврежденные митохондрии, переварив их в особых структурах – лизосомах. Однако высокая концентрация этого «мусора» (так называемого старческого пигмента) препятствует правильной работе стенки лизосом, необходимой для поддержания внутри их кислой среды и активации находящихся там пищеварительных ферментов-гидролаз. Липофусцин перестает перевариваться, еще больше накапливается, парализует функционирование и нередко убивает стареющую клетку. Накопление этого пигмента при старении особенно заметно в неделящихся клетках нервной и мышечной ткани. Оно ведет к таким патологиям, как дегенерация желтого пятна, старческое слабоумие и двигательная дисфункция, бурая атрофия сердечной мышцы.
Существуют некоторые исследовательские работы, свидетельствующие об уменьшении количества липофусцина в результате приема куркумина (полифенола из корня куркумы и имбиря), пирацетама (препарат, назначаемый при неврологических расстройствах) и центрофеноксина (препарат от старческой деменции). Однако большинство исследователей сходятся во мнении, что современная медицина пока не в состоянии предложить действенное средство, разрушающее уже накопившийся в клетках липофусцин.
Однако существуют способы профилактики его накопления. Так, замедлению накопления липофусцина способствует нормализация потребления селена. В нашем климате природными источниками селена являются лук и чеснок. Еще один защитный фермент (глутатион-S-трансфераза) активизируется в присутствии ацетил-L-карнитина, содержащегося в мясе, рыбе, птице, сыре, твороге, что также способствует замедлению перекисного окисления липидов и накопления липофусцина. На модели стареющего мозга крыс показано профилактическое действие на аккумуляцию липофусцина альфа-липоевой кислоты (сконцентрирована в шпинате, брокколи, почках, печени, сердце).
Один из факторов накопления липофусцина – избыточность в клетке такого окислителя, как трехвалентное железо Fe3+. Замедлить образование липофусцина могут соединения-хелаторы, нейтрализующие ионы железа, например инозитол гексафосфат (IP-6). Богатыми источниками IP-6 являются бобовые, бурый рис, кунжут. Нормализация потребления железа и быстро окисляемых омега-6 жирных кислот до необходимого минимума тоже является эффективной профилактикой накопления липофусцина.
Подведем краткий итог. Липиды являются важной частью нашего метаболизма. Однако с пищевыми продуктами мы можем получать разные липиды, как полезные, так и вредные (в зависимости от концентрации). Оптимальным является преобладание в диете мононенасыщенных жирных кислот, достаточное количество полиненасыщенных жирных кислот омега-6 и омега-3 (в соотношении 1:1) и минимальное количество насыщенных жирных кислот и трансжиров. Регулировать липидный баланс можно и с помощью некоторых лекарственных средств и БАДов, но на данный момент наиболее эффективным методом все-таки является рациональная диета. Так что сторонникам продления здорового периода жизни придется приучаться к самодисциплине.
Углеводы
Мир сладкого богат и разнообразен. Здесь и фрукты, и ягоды, и некоторые овощи, и огромное множество десертов. Конфеты и торты, пирожные и шоколад, пахлава, засахаренные фрукты, мармелад и варенье, сиропы и пастила. Кондитерский отдел любого современного супермаркета – просто рай для сладкоежки. Неудивительно, что мы любим сладкое: сладкий вкус чаще всего означает присутствие в пище простых углеводов, таких как сахар или глюкоза. Глюкоза же является идеальным топливом для ключевых энергетических процессов клетки и незаменима для клеток головного мозга.
Миллионы лет эволюции выработали у нас привычку охотно заправляться тем, что сладко на вкус. Подсознательно мы уверены, что оно поможет нам оставаться бодрыми и сильными. Но вот проблема: как мы уже говорили выше, эволюция озабочена нашим здоровьем только до пика репродуктивного периода, а то, что будет дальше, ее не очень-то и волнует. О том, как влияет сладкое на продолжительность жизни, мы и поговорим в этом разделе.
Углеводы – важная составная часть диеты. Они делятся на моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариды (лактоза, мальтоза, сахароза) и полисахариды (целлюлоза, крахмал, гликоген).
УЗНАЙ БОЛЬШЕ
Моносахариды являются составными кирпичиками ди- и полисахаридов. Например, целлюлоза – ключевой полисахарид клеточной стенки растений – представляет собой множество молекул бета-глюкозы, соединенных в одну цепочку (такая структура называется «полимер»). Мы не умеем переваривать целлюлозу, и такая глюкоза для нас несъедобна. В то же время крахмал, полисахарид, который мы получаем из растений, например из картофеля и злаков, – полимер α-глюкозы. Первым этапом его переваривания является обработка ферментом амилазой, содержащейся в слюне, благодаря чему он расщепляется до мальтозы. В слюне и в соке тонкой кишки есть фермент мальта́за, которая довершает расщепление мальтозы до необходимой глюкозы. Дисахарид, содержащийся в молочных продуктах и называющийся «лактоза», состоит из остатков глюкозы и галактозы и расщепляется лактазой, а дисахарид сахароза – из глюкозы и фруктозы и расщепляется сахаразой.
К углеводам также относятся пентозы (пятиуглеродные сахара), являющиеся компонентами молекул нуклеиновых кислот. Дезоксирибоза входит в состав дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), рибоза – в состав рибонуклеиновой кислоты (РНК). ДНК хранит и передает между поколениями наследственную информацию, РНК принимает участие в реализации этой информации и биосинтезе белков согласно инструкциям, записанным в ДНК.
В организме человека углеводы играют роль, которую трудно переоценить. Моносахарид глюкоза – жизненно важный углевод, необходимый для быстрого восполнения энергетических потребностей тканей, особенно головного мозга (который, кстати, потребляет до 25 % энергии, поступающей в наш организм). Такие энергетические процессы клетки, как гликолиз и митохондриальное дыхание, в результате которых образуется «энергетическая валюта» клетки – АТФ, – в большой степени зависят от доступности глюкозы. По этой причине в норме уровень глюкозы в крови строго регулируется под действием гормона инсулина. Помимо сгорания в клетке, обмен глюкозы включает в себя превращения животного крахмала – гликогена. Глюкоза может запасаться в организме в виде гликогена (обыкновенно это происходит в течение 1–2 часов после еды), либо мобилизоваться путем постепенного расщепления этого полимера и поступления в кровь (в те моменты, когда пища не поступает). Запасы гликогена сосредоточены в печени и мышцах.
Глюкоза широко используется в важных физиологических реакциях нашего тела. Однако ее обилие делает возможной побочную химическую реакцию с белками, нарушающую их функцию. Реакция глюкозы с белками называется гликированием или неферментативным гликозилированием и представляет собой необратимое взаимодействие сахара с аминогруппами лизина и аспарагина в составе белков с образованием конечных продуктов гликирования (КПГ), перекрестных сшивок внутри белковой молекулы и между разными белками.
Результат гликирования мы можем легко наблюдать в повседневной жизни в виде коричневой корочки поджаренных продуктов. При высокой температуре белок, содержащийся в любом продукте, связывается с глюкозой, которая всегда есть в любой ткани. Точно такие же процессы «поджаривания», только более медленно, происходят с возрастом при температуре нашего тела. К сожалению, процесс этот весьма разрушительный, так как белки нашего тела могут успешно выполнять свои функции только в том случае, если имеют неповрежденную структуру. Особенно опасны и часты КПГ в почечных клубочках, сетчатке глаза и важных кровеносных сосудах, таких как коронарные артерии, поставляющие кровь к сердцу.
Несмотря на то что глюкоза в меньшей степени, чем другие углеводы, повреждает белки в процессе гликирования, она тоже способна спонтанно переходить в форму, гликозилирующую белки. При расщеплении глюкозы в процессе гликолиза в цитоплазме клетки также появляются промежуточные соединения (метилглиоксаль), которые в присутствии ионов меди Cu2+ гликируют белки. Конечные продукты гликирования (КПГ), связываясь с особыми рецепторами на поверхности клеток (КПГР), вызывают воспалительные реакции.
Кстати говоря, количеством КПГР управляет уже известный нам гормон лептин, выделяющийся жировыми клетками и накапливающийся при старении.
Как показали исследования, куркумин, вещество из приправ карри и американской горчицы, а также корня имбиря, эффективно подавляет активность КПГР, снижая токсичные последствия КПГ.
Гликирование коллагена и эластина, являющихся основными белками стенок сосудов, – один из факторов атеросклероза. Гликированные белки легко образуют перекрестные сшивки, поэтому стенки сосудов становятся менее эластичными, более проницаемыми и хрупкими. В результате в сосудах появляются уплотнения с рубцовыми изменениями (фиброз) и происходит активация процессов свертывания крови, что служит причиной гипертензии, аневризм и тромбозов. Гликирование вызывает фиброз не только в сосудах, но и в ткани легких, и в коже.
Гликированные белки устраняются медленно, что на фоне общего снижения синтеза новых молекул белков вызывает серьезные проблемы со здоровьем. Гликирование вызывает атеросклероз, диабет 2-го типа, катаракту, почечную недостаточность, старческие морщины. В свою очередь развитие сахарного диабета приводит к высокому уровню сахара в крови и тканевой жидкости и еще большему накоплению КПГ, которые являются основной причиной диабетических осложнений.
Поскольку гликирование происходит и в поджаренных продуктах, мы можем получать КПГ с пищей, и около 10 % КПГ при этом поглощается организмом. Такая пища способствует воспалительным процессам, атеросклерозу, развитию болезни Альцгеймера, остеоартрита, ревматоидного артрита и рака простаты. Кстати, продукты из общепита, как правило, содержат в тысячи раз большее количество продуктов гликирования, чем домашняя еда. Приготовление пищи при температуре менее 120 градусов предотвращает образование КПГ. К примеру, можно использовать такие способы термической обработки, как варка, варка на пару и тушение.
Гликирование способно повреждать не только белки, но и липиды, и ДНК. В последнем случае возникают разрывы цепей ДНК и модификации оснований в составе нуклеотидов, что способствует мутациям, приводящим к дисфункции клеток или образованию опухолей.
Что же получается? Не потреблять с пищей углеводы мы не можем, так как они необходимы нам для выработки энергии, а потребляя – стареем? К сожалению, так и есть. Обнадеживает лишь то, что наука уже накопила достаточно сведений о гликировании, чтобы разрабатывать средства, затормаживающие этот процесс на разных его этапах.
УЗНАЙ БОЛЬШЕ
К примеру, мы писали выше о том, что КПГ, связываясь со своими рецепторами на поверхности клеток (КПГР), вызывают воспалительные реакции. Наши исследования показали, что фармакологическое блокирование активности фермента (NF-kB), опосредующего этот процесс, приводит к увеличению продолжительности жизни в модельных экспериментах. Чем менее активен КПГР, тем медленнее происходит развитие атеросклероза, аневризмы аорты и болезни Альцгеймера. А полное отключение гена КПГР на 75 % снижало частоту формирования аневризм в особой линии мышей, генетически предрасположенных к данному заболеванию.
Блокирование влияния КПГ – не единственное оружие в борьбе со старением.
Имеются данные о том, что тиамин-гидрохлорид (витамин B1) и его жирорастворимое производное бенфотиамин умеренно снижают уровень гликирования. Пиридоксамин, разновидность витамина B6, ингибирует реакцию Майяра и блокирует образование конечных продуктов гликирования. Карнозин, дипептид, состоящий из аминокислот бета-аланина и гистидина, который присутствует в больших концентрациях в наших мышцах и головном мозге, а также потребляется с мясом, способен уменьшать количество КПГ. Кстати, это вещество хорошо знакомо посетителям спортзалов. Предполагаемых механизмов, лежащих в основе защитного действия этих соединений, несколько, однако вероятнее всего ключевую роль играет их способность связывать и обезвреживать ионы меди Cu2+ и железа Fe2+, катализирующие неферментативное гликозилирование. По такому же механизму, вероятно, действуют и другие антигликирующие соединения – аминогуанидин, липоевая кислота, 2,3-диаминофеназин, OPB-9195, TM2002, тенилсетам, пеницилламин, метилкобаламин. К сожалению, этот механизм предполагает эффективность лишь при больших концентрациях данных веществ, что может вызвать неблагоприятные побочные эффекты.
Уровень гликирования не только определяет скорость старения, но и часто свидетельствует о развитии сахарного диабета. Поэтому существуют различные клинические способы выявлять и отслеживать уровень гликирования в организме. В частности, это измерение уровня автофлуоресценции кожи и количества гликированного гемоглобина (HbA1C) в крови. Вероятнее всего, в будущем этот показатель войдет в число биомаркеров старения, и, увидев повышенные уровни КПГ, терапевт направит пациента в аптеку за лекарствами против старения. А пока что необходимо замедлять вызывающие старение процессы гликирования, приведя в соответствие диету. Уровень образования КПГ можно снизить, придерживаясь принципов ограничительной диеты. При этом достигается не только снижение уровня глюкозы, что уменьшает вероятность ее реагирования с белками, но и повышается активность аутофагии – переваривания поврежденных белков и разнообразного белкового мусора, что приводит к обновлению структур клетки с улучшением ее функций.
При несбалансированной диете фактором риска выступает высокий гликемический индекс продуктов питания. Гликемический индекс (ГИ) – это показатель влияния употребленных продуктов питания на уровень сахара в крови. Величина ГИ отражает скорость усвоения источника сахара по сравнению с чистой глюкозой. Значение ГИ более 70 считается высоким, и его следует избегать (табл. 9). Такая пища быстро увеличивает количество глюкозы в крови, а затем резко снижает его, поэтому такие продукты питания еще называют быстрыми углеводами. Чем выше пик концентрации глюкозы после еды, тем больше вероятность гликирования.
Вызывая повреждения, быстрые углеводы в то же время не дают нам необходимого насыщения. Гипергликемия (повышенный уровень глюкозы в крови) повышает риск инфаркта миокарда. Избежать высоких концентраций глюкозы в крови можно, употребляя продукты со средними и низкими значениями ГИ, которые более медленно отдают глюкозу в кровь. Средним считается ГИ продуктов в пределах от 56 до 69. Более рафинированные и жидкие углеводные продукты питания обладают большим ГИ.
Несмотря на то что некоторые продукты обладают низким гликемическим индексом, часто они содержат другие моносахара, которые обладают еще большей способностью к образованию конечных продуктов гликирования, развитию диабета и атеросклероза, таковы содержащаяся в соке фруктов и меде фруктоза и получаемая с цельным молоком галактоза.
Таблица 9
Гликемический индекс ()
Общемировое потребление фруктозы за последние 30 лет выросло на 25 %. Фруктозу стали повсеместно добавлять в продукцию пищевой промышленности, поскольку она намного слаще глюкозы и сахарозы и в то же время она не требует инсулина для регуляции своего уровня в крови. Фруктозу активно используют как подсластитель взамен сахарозы при диабете. Она распространена в таких естественных продуктах питания, как фрукты, ягоды и мед. Наравне с глюкозой фруктоза входит в состав сахарозы. В качестве мономера фруктоза составляет полисахарид инулин – крахмалоподобное запасное вещество клубней топинамбура, корневищ цикория и одуванчика. К сожалению, фруктоза в 10 раз более активно гликозилирует белки, что приводит к ускоренному старению организма. Но это не единственный ее недостаток.
В отличие от глюкозы, фруктоза не является необходимым компонентом пищи человека. Медленно всасываясь в кровь, она затем поступает в печень, где в процессе липогенеза превращается в жир, который откладывается, способствуя ожирению. Чрезмерное потребление фруктозы, как, собственно, и обилие насыщенных жирных кислот, вызывает образование уже знакомых нам атерогенных липопротеинов очень низкой плотности, приводя к сердечно-сосудистым патологиям.
О вреде фруктозы
Избыточное потребление фруктозы может привести к самым разным патологиям – от ожирения и диабета 2-го типа до деменции и депрессии. Причем даже свежевыжатые соки содержат избыточное количество сахара, и такие исследователи, как профессор Сьюзен Джебб из Оксфордского университета, считают, что сок не годится для утоления жажды и должен быть исключен из рекомендованного списка ВОЗ на каждый день. «Вода – лучшая жидкость, необходимая в нашем рационе», – считает она.
Галактоза опаснее глюкозы, как и фруктоза. Галактоза входит в состав молочного сахара (лактозы).
УЗНАЙ БОЛЬШЕ
В отличие от фруктозы, галактоза играет важную физиологическую роль в организме человека. Она принимает непосредственное участие в ферментативном гликозилировании аминокислоты аспарагина в составе белков.
Образующиеся соединения N-гликаны участвуют в межклеточных взаимодействиях и распознавании «свой – чужой», провоспалительных, иммунных (распознавание микробов и токсинов) и аутоиммунных реакциях.
В составе N-гликанов галактоза принимает активное участие в опухолеобразовании, иммуностарении и хроническом воспалении.
Контроль над процессом старения не такое уж простое дело. Углеводы важны и составляют значительную часть нашей диеты, и при этом они активизируют один из процессов, ускоряющих старение, – процесс гликирования белков.
Пока ученые разрабатывают лекарства, направленные на устранение накопленных конечных продуктов гликирования, нам стоит придерживаться диеты, снижающей скорость их образования.
Такая диета построена на «медленных» углеводах – полисахаридах, которые медленно перевариваются, медленно отдают глюкозу в кровь и поэтому не вызывают высоких пиков глюкозы, усиливающих процесс гликирования. В то же время стоит ограничить потребление «быстрых» углеводов, в больших количествах содержащихся в конфетах, пирожных, сладких газированных напитках, сладких фруктах, глубоко переработанных крахмалосодержащих продуктах (пюре, вермишель, мюсли).
Белки и аминокислоты
Белки – биологические макромолекулы, представляющие собой полимеры, в которых разные аминокислоты объединены в одну цепочку. Белки обретают функцию, только когда эта цепочка правильным образом уложена в пространстве. Пространственная укладка называется конформацией белка. Все, что нарушает конформацию, инактивирует белок и ускоряет старение организма. Наши белки образуются из 20 аминокислот. В каждой клетке и ткани они выполняют огромное количество функций: структурную (коллаген, эластин, кератин), метаболическую (ферменты), сигнальную (белковые гормоны, сигнальные факторы, факторы роста), рецепторную (рецепторы гормонов, рецепторы иммунологического распознавания), транспортную (ионные каналы, белки-переносчики), защитную (антитела, коллаген, кератин), регуляторную (киназы, фосфатазы, факторы транскрипции и трансляции ДНК), двигательную (актин, миозин), резервную (белки могут сгорать в клетке с образованием АТФ).
Наш организм является совокупностью клеток, без преувеличения – «нанозаводов», которые строят собственные белки из чужеродных белков по чертежам ДНК. Белок, потребляемый с пищей, расщепляется до составных элементов – аминокислот – в желудочно-кишечном тракте под действием пищеварительных ферментов пепсина и трипсина. Аминокислоты всасываются в кровь и поступают в клетки, где при участии строительных фабрик – рибосом – используются для построения собственных белков клетки, программа которых заложена в генах ядерной и митохондриальной ДНК. Часть аминокислот используется для получения калорий в процессе митохондриального дыхания.
Из 20 основных аминокислот, используемых клетками человека для создания собственных белков, примерно половина аминокислот является незаменимыми, то есть необходимо их ежедневное поступление с пищей. Это такие аминокислоты, как валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Читатель, возможно, слышит эти названия впервые, но вот ваш организм с этими соединениями прекрасно знаком. Незаменимые кислоты в избытке содержатся в таких продуктах питания, как яйца, сыр, мясо, рыба, бобовые, кунжут, орехи.
Аминокислоты необходимы не только в биосинтезе белка. Например, метионин требуется в реакциях метилирования, регулирующих активность генов и белков в клетке. Триптофан является предшественником кофермента НАД, требуемого для работы многих энергетических ферментов, а также нейротрансмиттера серотонина (отвечает за бодрое самочувствие) и гормона мелатонина. Глутаминовая кислота сама может играть роль нейротрансмиттера в нервной системе. Остальные аминокислоты могут служить в качестве промежуточных метаболитов в различных процессах, от синтеза глюкозы до заживления ран.
Достаточное потребление полноценного белка является залогом здоровья, успешного роста и полового созревания. Но, как мы помним, задача эволюции – обеспечить размножение, а дальше, как говорится, хоть трава не расти. Как связано потребление белков и продолжительность жизни? Рассмотрим в деталях. Группа Линды Партридж в 2005 году в исследованиях на дрозофилах установила, что для влияния ограничительной диеты на продолжительность жизни важно не ограничение калорий как таковое, а изменение качественного состава потребляемой пищи. Снижение калорий, потребленных за счет белка, дает больший эффект увеличения продолжительности жизни, чем ограничение углеводных калорий. Ограничение потребления белка взрослыми индивидуумами способствует замедлению развития некоторых возрастзависимых патологий и долголетию не только у модельных животных, но и у человека. Важную роль ограничения белков доказали эксперименты других научных групп на взрослых крысах, получавших обедненную белком диету, – они жили дольше контрольных.
Многолетнее исследование влияния особенностей питания на продолжительность жизни людей, выполненное под руководством Вальтера Лонго из США, результаты которого опубликованы в 2014 году, показало, что в возрастной группе 50–65 лет ежедневное употребление большого количества белка (мяса и молочных продуктов) приводит к увеличению общей смертности на 75 % и к четырехкратному росту риска канцерогенеза. Однако данная закономерность была менее выражена, если речь шла об употреблении белков растительного происхождения.
Интересно отметить, что общая смертность людей старше 65 лет на фоне потребления большого количества белковой пищи снижалась.
Вместе с тем употребление преимущественно белковой пищи пятикратно повышало смертность от осложнений диабета во всех возрастных группах. Дополнительные исследования на мышах подтвердили выявленную закономерность – богатая белком пища увеличивала частоту канцерогенеза и смертность, однако низкобелковая диета оказалась не менее опасной для очень старых животных.
Таким образом, умеренное снижение потребляемого белка в среднем возрасте способствует долголетию.
Как же излишний белок ускоряет старение? Предполагается сразу несколько возможных механизмов. Избыток белка в пище приводит к повышению кислотности в тканях. Это состояние называется метаболическим ацидозом, который в пожилом возрасте способствует снижению мышечной и костной массы, остеопорозу (фактически растворяет кости). Кроме того, создается перегрузка регуляторов азотистого обмена – печени и почек. Повышается активность сигнального пути гормона роста и инсулиноподобного фактора роста, что, как мы уже говорили в разделе, посвященном наследственным причинам долголетия, увеличивает риск возникновения раковых заболеваний.
Вслед за влиянием на долголетие ограничения белковой компоненты пищи были выяснены другие не менее удивительные последствия влияния отдельных аминокислот. Как уже упоминалось, у дрозофил снижение калорийности пищи через ограничение белков дает большее увеличение продолжительности жизни, чем ограничение сахарозы. Добавление очищенных незаменимых аминокислот к низкокалорийной диете отменило продление жизни, тогда как возвращение аминокислот в пищу, но уже без метионина (и в меньшей степени триптофана) сохранило эффект долгожительства.
Таким образом, снижения содержания в пище только одной незаменимой аминокислоты – метионина, уже достаточно, чтобы существенно увеличить продолжительность жизни. Этот факт оказался справедливым для дрожжей, дрозофил, мышей и крыс. Метионин сконцентрирован в белке яйца, курицы, тунца, молока, риса, кукурузы. Менее всего метионина содержат белки бобовых (чечевицы, сои, бобов, фасоли), пшеницы и картофеля. Для клеток дрожжей установлено, что длительность их жизни можно продлить, ограничив, помимо метионина, аспарагин или глутамат. Богаты аспарагином молоко, мясо, яйца. Глутамат в избытке содержится в сыре, мясе птицы, говядине. В экспериментах на дрозофилах было показано, что эффект низкометиониновой диеты лучше всего проявляется на фоне снижения общего количества потребляемого белка. У мышей и крыс долгожительство можно спровоцировать ограничением как метионина, так и триптофана. Больше всего триптофана содержится в сыре и говядине. Ограничение других аминокислот на грызунах не изучено.
УЗНАЙ БОЛЬШЕ
Как оказалось, влияние метионина на продолжительность жизни зависит от активности особого сигнального белка – киназы TOR, которая в ответ на поступление в клетку аминокислот и ростовых сигналов активирует процессы биосинтеза собственных белков организма и подавляет их утилизацию (аутофагию). Метионин – аминокислота, с которой начинается биосинтез каждого белка, и ее недостаток неизбежно замедляет белковый обмен и стимулирует аутофагию. Организм интенсивнее освобождается от белков с повреждениями и прочего мусора. С другой стороны, чем меньше образуется в клетке белков, тем лучше вспомогательные системы клетки справляются с укладкой пространственной структуры уже имеющихся белков. А вот при высоком уровне биосинтеза белка возникающий «хаос» может повредить или даже убить клетку, ускоряя старение организма. Еще несколько аминокислот – лейцин, изолейцин и валин – также стимулируют функцию киназы TOR. Аминокислоты валина больше всего в белке говядины, курицы, горохе, яйце; изолейцином богаты молоко, мясо и яйца; лейцином – молоко, овес, кукуруза.
Помимо увеличения максимальной продолжительности жизни, низкометиониновая диета у млекопитающих снижает риск ожирения, повышает устойчивость к болезням печени, снижает уровни инсулина и инсулиноподобного фактора роста и гормонов щитовидной железы.
Как же добиться продления жизни за счет снижения потребления метионина? Наименьшее количество метионина содержат растительные белки, а наибольшее – животные.
Животные белки (мясо, птицу, рыбу) стоит ограничить, частично (но не полностью!) заменив их растительными. Кстати, такое соотношение белков уже показало себя на практике: знаменитое долгожительство населения острова Окинава связывают с характерной для этого острова одноименной диетой, которая является и низкокалорийной, и содержит малое количество животного белка.
Хотя метионин исследован лучше всего, есть научные данные и о влиянии других аминокислот. Например, ограничение потребления лейцина повышает чувствительность тканей к инсулину. Лейцин содержится в таких продуктах питания, как бурый рис, бобовые, соя, мясные и рыбные продукты, лесные орехи, цельная пшеница, яичный белок. Другая важная аминокислота, влияющая на продолжительность жизни, – это триптофан. Ограничение триптофана защищает от ишемического и реперфузионного повреждения почек и печени. Некоторые продукты метаболизма триптофана канцерогенны. Наибольшее количество триптофана содержится в сырах, мясных и рыбных продуктах, бобовых, зерновых.
Таблица 10
Роль в организме и в процессе старения отдельных аминокислот
Роль отдельных аминокислот в старении представлена в таблице 10.
Пищевые волокна
Пищевые волокна – это высокомолекулярные полисахариды (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины) и полифенолы (лигнин), являющиеся структурными элементами растительных клеточных стенок. Их избыток в пище замедляет всасывание продуктов пищеварения, стимулирует перистальтику и секреторную активность желудочно-кишечного тракта. Способность разбухать создает чувство наполненности и сытости, помогая регулировать пищевое поведение.
Пищевые волокна в целом снижают гликемический индекс продуктов питания и повышают толерантность к глюкозе, заставляя быстрые углеводы усваиваться медленнее, что сдерживает развитие пика глюкозы в крови, делая его пологим, а не острым, помогая организму сохранять чувствительность к инсулину. Кроме того, они снижают вероятность злокачественных новообразований, в частности рака толстой кишки, и улучшают холестериновый обмен. Повышенное содержание пищевых волокон показано при сахарном диабете, ожирении и желчнокаменной болезни, а также в качестве профилактики старения.
Основными источниками целлюлозы являются сливы, яблоки (с кожурой), цитрусовые, бобовые, кукуруза, отруби, листовые салаты, кабачки и сельдерей, ее много в оболочках семян и орехов.
Пектины обладают противовоспалительными свойствами. Наши собственные данные показали, что пектины из яблок и цитрусовых способствуют увеличению продолжительности жизни в экспериментах на модельных животных. Они так же, как и целлюлоза, препятствуют усвоению быстрых углеводов, смягчая их негативное влияние на здоровье. Кроме яблок и цитрусовых, пектины содержатся в персиках, абрикосах, смородине, крыжовнике и других ягодах, в картофеле, свекле, моркови и луке.
Лигнины и лигнаны являются строительными элементами растений наравне с целлюлозой. При этом если целлюлозу можно условно назвать «арматурой» клетки растения, то лигнины и лигнаны можно приравнять к «бетону»: они сцепляют волокна целлюлозы, обеспечивая стабильность конструкции. В медицине лигнины особенно ценятся как энтеросорбенты – соединения, способные связывать другие вещества и даже бактерии и выводить их из организма. Один грамм медицинского лигнина поглощает и удерживает в своей структуре 7 300 000 бактерий, включая сальмонелл, холероподобных вибрионов, желтый стафилококк. Лигнины и лигнаны играют важную роль в адсорбции в желудочно-кишечном тракте и выведении токсичных веществ, тяжелых металлов и избытков стероидных гормонов. В наших собственных исследованиях, проведенных совместно с доктором химических наук А. П. Кармановым, гидролизные лигнины увеличивали продолжительность жизни дрозофил. Их влияние на продление жизни обусловлено тем, что в их присутствии организм более интенсивно очищается от вредоносных веществ, кроме того, они обладают антиоксидантным действием. Получить лигнины и лигнаны можно из тех же продуктов, в которых содержится целлюлоза.
Чтобы усвоить достаточно этих полезных компонентов, необходимо ежедневно употреблять около килограмма овощей и фруктов, отдавая предпочтение первым.
Положительный момент состоит в том, что овощи и фрукты, содержащие нужные количества пищевых волокон, широко распространены на территории России и являются частыми гостями на нашем столе.
Микрофлора
Микрофлора, или микробиота, – это микроорганизмы, обитающие в кишечнике, на коже и слизистых тела. Один из первых биогеронтологов, автор термина «геронтология», нобелевский лауреат Илья Ильич Мечников приписывал микробиоте, обитающей в нашей пищеварительной системе, определяющую роль в обеспечении долголетия. Роль микробиоты действительно трудно переоценить, ведь на каждую клетку в организме человека приходится не менее 10 микробных клеток, заселяющих эпителий желудочно-кишечного тракта, мочевыводящих путей, ротовую полость, всю поверхность тела. Перерабатывая избытки пищи и балластные вещества, микробиота восполняет наши запасы недостающих нутриентов.
С одной стороны, микробы помогают переваривать пищу, потребляя балластные пищевые волокна и вырабатывая взамен необходимые нам витамины, незаменимые аминокислоты, короткоцепочечные жирные кислоты, углеводы и биологически активные вещества. С другой стороны, под действием бактериальной микрофлоры из некоторых аминокислот (лизин, аргинин, тирозин, орнитин, триптофан) и других веществ (холин, лецитин, метиламин) в кишечном тракте образуются токсичные амины. Их влияние на здоровье очень существенно, причем оно во многом определяется составом пищи. Чрезмерное потребление богатой аминокислотами мясной и бобовой пищи представляет определенную опасность. Токсичные амины пиперидин, пирролидин, тирамин и октопамин способствуют возникновению артериальной гипертензии и депрессии, а гистамин – аллергическим и воспалительным реакциям, в том числе образованию язв.
В результате протекающих в кишечнике гнилостных процессов образуются высокотоксичные фенол, индол, крезол, скатол, метилмеркаптан. Из кишечника они всасываются в кровь и попадают в печень, где обезвреживаются с выделением большого количества токсичных свободных радикалов. Под их воздействием печень получает повреждения, и может образоваться рак.
Некоторые соединения, образующиеся из аминов и нитрита натрия, широко известны своими канцерогенными свойствами: это нитрозамины и N-нитрозосоединения. Данные вещества находятся в ощутимом количестве в жареном беконе, копченом мясе, пиве, молоке, табачном дыме, косметике. Часть из них образуется под действием микрофлоры ротовой полости, где происходит восстановление нитратов (которыми богаты овощи) до нитритов и запускается образование нитрозаминов.
Поскольку антибиотики подавляют как вредную, так и полезную микрофлору, они грубо вторгаются в тонкий баланс выработки симбиотической микрофлорой различных биологически активных веществ. Это не причина отказываться от их использования, так как от многих возбудителей болезней мы не способны защититься сами, речь идет лишь о том, что влияние антибиотиков нужно научиться компенсировать. В случае несбалансированного питания, возрастных изменений функциональности иммунной системы, стиля жизни и привычек, при наличии некоторых хронических возрастзависимых заболеваний и в результате приема некоторых медицинских препаратов при старении наблюдается изменение микрофлоры полости рта, пищеварительного и урогенитального тракта, поверхности кожи.
В частности, происходит увеличение количества бактериальных клеток, усиление роли гнилостных анаэробных патологических бактерий. В результате происходящих изменений в микрофлоре при старении наблюдается снижение функциональных возможностей желудочно-кишечного тракта, нарушение абсорбции питательных веществ, повышение чувствительности к инфекциям, протекает хроническое общее воспаление, происходит попадание в кровь микробных токсинов, возрастает склонность к ожирению, нарушается барьерная функция кожи.
Существенную роль в сдерживании этих процессов опять же играет сбалансированная диета. Процесс возникновения вредных нитрозаминов тормозится в присутствии антиоксидантов, в частности витаминов С и Е. Необходимое количество пищевых волокон, являющихся субстратом для полезных бактерий, способствует нормализации микрофлоры. Обладающие противовоспалительными свойствами растительные пектины и флавоноиды создают благоприятную среду для развития полезных бактерий. В модельных экспериментах подавление воспалительных реакций в стенке кишечника приводило к снижению количества патогенной микрофлоры и замедлению старения.
