Текст книги "Профилактика возрастзависимых заболеваний. Факторы, снижающие риск возникновения: рака, болезней Альцгеймера, Паркинсона, возрастных нарушений зрения, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной системы…"

Жировой обмен

Жить нужно так, чтобы не стыдно было назвать свой вес.

Жиры являются крайне важными питательными элементами и играют особую роль в организме человека. Жиры и вещества, им подобные, разделяются на нейтральные, к которым относятся жирные кислоты и глицерин, и на липоиды, к которым относятся фосфатиды и цереброзиды. К фосфатидам относятся лецитины и кефалины, содержащие азот и фосфор. В состав цереброзидов входят жирные кислоты, глюкоза и сложный эфир, например сфингозин. Цереброзиды содержат азот, но не содержат фосфор. Важнейшим цереброзидом является керазин.

Жиры и масла являются липидами. Основная группа липидов – триглицериды. Триглицериды состоят из молекул жирных кислот и глицерина. Они существуют в виде твердых жиров и жидких масел. В отличие от жиров, содержащих насыщенные жирные кислоты (насыщенными они называются потому, что молекула кислоты насыщена водородом и не имеет свободных мест для дополнительного насыщения, кроме того, они имеют только одинарные связи между углеродами), масла содержат ненасыщенные. Такие жирные кислоты подразделяются на мононенасыщенные (имеющие одну двойную углеродную связь) и полиненасыщенные (имеющие несколько двойных углеродных связей). Молекулы ненасыщенных жирных кислот имеют изогнутую форму, что способствует большей текучести липидов, в то время как молекулы насыщенных имеют форму линейную и, как следствие, твердую консистенцию при комнатной температуре. Интересно отметить, что, как установлено, повышенное долгожительство связано с преобладанием в мембранах клеток мононенасыщенных жирных кислот и особых насыщенных жирных кислот, имеющих короткую углеродную цепочку, а также с низким уровнем полиненасыщенных жирных кислот. Большое количество мононенасыщенных жирных кислот содержится в авокадо, оливковом, облепиховом, арахисовом маслах, свином, говяжьем и тресковом жире.

Основные функции жиров:

• жиры участвуют в структуре клеточных мембран, а также соединительной ткани;

• жиры участвуют в производстве гормонов; жировую основу имеют все гормоны, и благодаря им поддерживается гомеостаз;

• жиры оказывают содействие в усвоении витаминов А, Е, D;

• жиры обеспечивают эластичность и проницаемость стенок кровеносных сосудов;

• жиры участвуют в регулировании теплоотдачи;

• жиры являются существенным источником энергии;

• жиры обеспечивают защиту органов от механических воздействий;

• отдельные жиры являются природными болеутоляющими средствами и мощными антидепрессантами;

• жиры смягчают и увлажняют кожу;

• жиры присутствуют в нервной ткани, обеспечивая трансляцию нервных импульсов;

• некоторые жиры обладают противовоспалительными свойствами, улучшают память, концентрацию внимания, настроение и активность и т. д.

Жиры начинают частично расщепляться на глицерин и жирные кислоты в желудке, хотя этот процесс идет очень медленно. Основная часть жиров расщепляется в верхнем отделе тонкого кишечника при участии поджелудочного сока. Предварительно жиры эмульгируются (распадаются на мелкие частички) на основе воздействия желчных кислот, проникающих вместе с желчью в двенадцатиперстную кишку.

Всасывание жиров осуществляется в тонком кишечнике. В результате предварительного эмульгирования облегчается взаимодействие жиров с ферментом поджелудочной железы липазой. Создание необходимых для организма жиров происходит в клетках стенки кишечника. Затем вновь синтезированные жиры попадают в лимфатическую систему и в кровь. В печени одна часть вновь синтезированных жиров окисляется с выделением энергии (окисление жирных кислот, полученных в результате расщепления жиров в процессе пищеварения на смесь моно– и диглицеридов и жирных кислот, активирует гормоны щитовидной железы), а другая часть поступает в кровь и откладывается «про запас» в жировых клетках.

При больших физических нагрузках либо при дефиците питания сначала мобилизуется энергия гликогена, находящегося в мышцах, а потом начинается расщепление жиров из депо жировых клеток. Исходя из этого, физическая нагрузка будет оказывать эффект похудения лишь в том случае, если она продолжается не менее 40 минут.

Регуляция жирового обмена осуществляется центральной нервной системой под управлением гипоталамуса, начиная со стадии эмульгирования и всасывания жиров в желудочно-кишечном тракте. Нарушение жирового обмена может происходить в следующих случаях:

• недостаточность всасывания жиров в тонком кишечнике вследствие недостатка желчных кислот, панкреатита, гиповитаминоза, энтерита и т. д.;

• пониженная функция гипофиза, щитовидной и половых желез;

• пониженная активность липопротеинлипазы;

• повышенное образование кетоновых тел;

• избыточная калорийность пищи;

• влияние ионизирующего излучения;

• нарушение трофической функции нервной системы (липоматоз, липодистрофия);

• повреждение вегетативных центров гипоталамо-гипофизарной системы и коры надпочечников.

Избыток жиров может привести к атеросклерозу, гипертензии, увеличению свертываемости крови, жировому перерождению тканей, образованию камней, ожирению, увеличению уровня холестерина и т. д. При этом могут возникнуть ухудшение зрения, метеоризм, дисбактериоз, жировой гепатоз, боли в области печени, тошнота, увеличение СОЭ крови, ишемическая болезнь сердца, шум в голове, одышка и т. д.

Существует два вида незаменимых жиров: омега-3 и омега-6. Жиры омега-3 содержатся в льняном масле, в рыбьем жире, в жирной рыбе: лососе, сардинах, сельди, скумбрии, форели, печени трески и т. д. Много жиров омега-6 содержится в масле примулы вечерней, в подсолнечном масле, в кунжуте, подсолнухе, в кукурузном, соевом маслах, в продуктах высокой переработки, в маргаринах, мягких сырах, паштетах и др. Жиры омега-6 могут превращаться в простагландины второго типа, провоцирующие воспаление.

Провоспалительные соединения могут образовываться из омега-6 под действием ферментов СОХ-1 и СОХ-2. Избыток омега-6 может привести к артриту, тромбозу, атеросклерозу, раку молочных желез и простаты и т. д. Жиры же омега-3, превращаясь в простагландины третьего типа, наоборот, уменьшают воспаление. Они обладают антиаритмическим и антиишемическим действием, снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний глаз, болезни Альцгеймера и др. Следовательно, чем меньше содержится в пище жиров омега-3 и чем больше омега-6, тем сильнее воспалительное действие. Считается, что соотношение жиров омега-3 и омега-6 должно находиться в диапазоне 1:1–1:3.

Существуют три вида жиров омега-3: EPA, DPA и DHA. Простагландины, образующиеся из жира EPA, наиболее эффективно уменьшают воспаление и боль. DHA играет структурную роль, и мозг во многом построен из него. Существует мнение, что уровень DHA у ребенка при рождении предсказывает скорость мышления в восьмилетнем возрасте, поэтому его рекомендуют добавлять в пищу при беременности. DPA разжижает кровь, предотвращает закупорку артерий. В некоторых исследованиях подтверждено, что DPA останавливают процесс ангиогенеза (формирование новой сети кровеносных сосудов), являющегося атрибутом роста раковых клеток и, следовательно, замедляет их развитие. В такой рыбе, как лосось, содержатся все три перечисленные вида жиров, в то время как в капсулах рыбьего жира практически отсутствует DPA. Объективности ради следует заметить, что EPA может превращаться в DPA, а DPA в DHA, причем EPA может образовываться из альфа-линоленовой кислоты. Важно отметить, что полиненасыщенные жирные кислоты в составе фосфолипидов повышают текучесть клеточных мембран и тем самым улучшают проведение электрических импульсов в синапсах нервных клеток, а это в конечном счете приводит к усилению памяти и когнитивных способностей.

Если в организме по каким-то причинам уровень жиров омега-6 значительно превышает уровень омега-3 (что рано или поздно негативно отразится на здоровье), можно дополнительно принимать добавки, содержащие: EPA – 150–200 мг, DPA – 50—100 мг; DHA – 300–400 мг, альфа-линоленовую кислоту – 40–60 мг.

Как известно, 60 % сухого веса мозга составляет жир. Почти половина его состоит из жиров, называемых фосфолипидами. Их три: фосфадитилхолин, фосфадитилсерин и фосфадитил-ДМАЕ (Dime-thylaminoethanol). Фосфолипиды принимают непосредственное участие в обеспечении нормального функционирования мозга. Например, синтезируемый из фосфадитилхолина при участии пантотеновой кислоты (витамин В₅) нейротрансмиттер ацетилхолин крайне необходим для поддержки памяти. Холин незаменим для развития мозга, для увеличения числа дендритных связей, для улучшения способности к обучению. Выработка холина зависит от S-аденозилметионина и фолатов. Чем меньше уровень гомоцистеина, тем выше способность синтезировать холин. При исчерпании необходимого уровня холина организм начинает использовать холин, требуемый для создания нервных клеток, поэтому очень важно всегда иметь его в достаточном количестве. Фосфадитилсерин используется для создания и функционирования мозговых мембран. Он позитивно влияет на мыслительные функции, концентрацию, вокабулярные навыки, быстроту мыслительной реакции, коммуникативность. ДМАЕ является предшественником холина: он легко переходит из крови в клетки мозга и способствует ускорению выработки в них ацетилхолина. ДМАЕ оказывает стимулирующее воздействие на мозг, уменьшает состояние тревоги, улучшает когнитивные функции, гибкость мышления.

Большое количество ДМАЕ содержится в сардинах. Наибольшая концентрация фосфолипидов содержится в мозге, почках и печени, в которой они к тому же помогают осуществлять детоксикацию и перерабатывать жиры. Самые умные животные всегда в первую очередь едят мозг – например, лисица сначала съедает голову и оставляет тушку, если не очень голодна. Несмотря на то что в организме фосфолипиды могут вырабатываться эндогенно, необходим их источник и в пище. Много фосфолипидов содержится в яйцах, рыбе, печенке. При снижении памяти и ее концентрации, кроме употребления рыбы и яиц, желательно принимать фосфолипидный комплекс, состоящий из ДМАЕ – 140–200 мг, фосфадитилхолина – 60—100 мг, фосфадитилсерина – 30–50 мг. Кстати, фосфадитилсерин – один из наиболее часто выписываемых на Западе препаратов для поддержания памяти у пожилых людей. Для деятельности мозга также полезны ниацин (витамин В₃), гинкго билоба, аминокислотный пироглютамат. Еще один способ увеличить уровень фосфолипидов, главным образом холина, – принимать лецитин (достаточно двух чайных ложек – добавлять по утрам в кашу).

Метилирование

Новая наука – эпигенетика – доказала, что проявление тех или иных генов в нашем организме зависит от мыслей, окружающей среды, убеждений и привычек.

Метилирование – это присоединение одного атома углерода и трех атомов водорода (называемых метильной группой CH₃) к другой молекуле. В организме человека за секунду происходит около миллиарда реакций метилирования. От него зависит процесс выработки энергии, гормональный баланс, иммунный ответ, процессы восстановления нервов, хрящей, ДНК, баланс нейротрансмиттеров, скорость старения организма, стабильность химического состава тела, сохранение памяти, риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний и многое другое. Метильные группы осуществляют контроль процессов воспаления, детоксикации токсичных микроорганизмов, выработки глутатиона, производства лимфоцитов, процессов экспрессии и репрессии генов, стресс-реакции организма и т. д. Таким образом, крайне важно, чтобы метилирование происходило с максимальной эффективностью, так как от него зависит слишком большое количество химических реакций в организме. Эффективность метилирования можно определить по уровню гомоцестеина – желательно, чтобы он был меньше 8 ммоль/л.

Что же необходимо для улучшения метилирования?

• Прием витаминов группы В – В₂, В₆, В₉, В₁₂, а также триметилглицина, большое количество которого содержится в корнеплодах.

• Употребление цинка, магния, селена, которые поддерживают метилирование.

• Применение пробиотиков и пребиотиков, позволяющих улучшить усвоение вышеперечисленных веществ.

• Уменьшение употребления кофе, алкоголя, токсичных продуктов питания, отказ от курения.

• Использование в питании значительного количества листовых зеленых овощей, зародышей пшеницы, зелени, спаржи, грецких орехов, рыбы, миндаля, семян подсолнечника и т. д.

Считается, что гены даны человеку при рождении и изменить уже ничего нельзя. Но, как выяснилось сравнительно недавно, их можно включать и выключать, можно усиливать их действие и можно уменьшать их активность. Более того, большинство генов, находящихся в ядерном ДНК во всех клетках, почти все время выключены. В противном случае гены, находящиеся в клетках, например, мышц, стали бы производить в них и белки, необходимые для формирования зубов.

Все клетки одного человека обладают одной и той же ДНК и, следовательно, одними и теми же генами. Различия между клетками заключаются в том, какие конкретно гены активны и насколько они активны. Таким образом, в каждый конкретный момент в клетке активны лишь те гены, которые ей в этот момент необходимы, а остальные гены инактивированы. Включение и выключение генов производится различными методами, один из которых заключается в присоединении к определенным участкам ДНК метильных меток. Более конкретно: при метилировании CH₃ добавляется в С5-позиции к цитозиновому кольцу, являющемуся частью CpG – динуклеотида (два нуклеотида, соединяясь путем конденсации, образуют динуклеотид). В дальнейшем, возможно, ферменты окислят метилированный цитозин и в результате деметилирования превратят его обратно в цитозин. Это и есть метилирование ДНК, которое осуществляется белками, называемыми метилтрансферазами. Метилирование ДНК инактивирует экспрессию эндогенных ретровирусных генов, встроенных в геном хозяина, и тем самым нейтрализует их.

Метилирование ДНК оказывает самое непосредственное влияние на развитие практически всех типов онкозаболеваний. Так, установлено, что метилирование в раковых клетках сильно отличается от нормальных в основном за счет деметилирования генома и локального гиперметилирования в области генов-онко-супрессоров, что приводит к их блокированию. Вообще метилирование ДНК является важным маркером для диагностики онкологии ввиду следующих причин:

• метилирование – одно из ранних событий в канцерогенезе;

• метилирование генов, вовлеченных в канцерогенез, отсутствует в ДНК из нормальных тканей;

• определенное число генов, вовлеченных в канцерогенез, инактивируется вследствие метилирования (p16, p14, RB1, LKB, ER, VHL DAP, MGMT, CDI и другие);

• в настоящее время существуют эффективные методы, позволяющие проводить анализ метилирования ДНК (правда, эти методы пока применяются только в США и Европе).

В качестве примера: выявление метилирования гена p16 в гиперплазированном эпителии бронхолегочной системы может свидетельствовать о возникновении рака легких за 3–5 лет до клинических проявлений.

Регулировать экспрессию генов можно также за счет метилирования гистонов. Под гистонами понимают класс ядерных белков, участвующих в упаковке нитей ДНК в ядре клетки, а также в эпигенетической регуляции транскрипции, репликации и репарации. Гистоны присутствуют в огромных количествах, на одну клетку приходится около 60 миллионов гистонов. При присоединении метильной метки к гистонам они изменяют активность близлежащих генов. Причем гены могут быть полностью выключены или частично приглушены. Если метильная метка будет удалена, то гены вновь будут активированы. Метилирование является всего лишь одной из форм модификации гистонов, оказывающей влияние на регулирование экспрессии генов. Другими формами являются ацетилирование (замещение атомов водорода остатком уксусной кислоты CH₃CO – ацетильной группой), фосфорилирование (замещение атома в молекуле на остаток фосфорной или другой фосфорсодержащей кислоты или их производного), АТФ-рибозилирование, сумоилирование (модификация белка, заключающаяся в ковалентном связывании эпсилоаминогруппы лизина с белком SUMO), убиквитинирование (процесс присоединения к белку «цепочки» молекул убиквитина). Однако метилирование гистонов играет более значимую роль в регулировании активности генов, тогда как остальные модификации, хотя и оказывают определенное влияние на активность генов, выполняют скорее моделирующую функцию.

Вообще говоря, вопросами изменения экспрессии генов, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК, занимается молодая наука, называемая эпигенетикой. В рамках этой науки исследуются вопросы влияния факторов окружающей среды – таких, как экология, физическая активность, питание и т. п., – на изменение активности генов. Например, было установлено, что распространенные генетические дефекты можно устранить, применяя обычные витамины. Доктор Николас Марини из Калифорнийского университета выявил некоторые генные вариации, влияющие на важный для метилирования фермент метилентетрагидрофолатредуктазу (МТГФР). Им было выявлено пять типов дефектных генных мутаций. Как известно, гены содержат инструкции для формирования белков (ферментов), и при генных мутациях эти инструкции будут образовывать дефектные ферменты с измененными функциями. Доктору Марини удалось восстановить нормальные функции фермента МТГФР при четырех из пяти генных мутаций, только давая пациентам критически важные для этого фермента дополнительные фолиаты.

Таким образом, правильным питанием с учетом наследственных генетических вариаций можно исправлять результаты формирования изначально дефектных ферментов. Как пишет Марини: «Я не удивлюсь, если окажется, что каждому человеку требуется своя оптимальная доза витаминов в зависимости от генетических особенностей и от вариаций чувствительных к витаминам ферментов в его организме». По оценке Марини, у каждого человека в среднем есть пять мутантных ферментов, дефекты которых можно исправить с помощью определенных минеральных добавок и витаминов. По его подсчетам, нормальное функционирование около 600 ферментов человека зависит от дополнительной подпитки витаминами и минералами.

Интересный эксперимент проведен в научно-исследовательском институте превентивной медицины (Калифорния) под руководством доктора Дина Орниша. В процессе исследования осуществлялось наблюдение за 30 мужчинами с раком простаты на ранней стадии, отказавшимися от традиционного при подобном диагнозе лечения – хирургической операции, химиотерапии, лучевой и гормональной терапии. В течение трех месяцев мужчины не только существенно изменили свой рацион – стали питаться овощами, фруктами, бобовыми и соевыми продуктами, цельными зернами, – но и изменили образ жизни – с целью управления стрессом по часу занимались медитацией, ежедневно практиковали физические нагрузки (получасовая ходьба). В результате у испытуемых нормализовалось кровяное давление, уменьшился вес и, самое главное, были обнаружены положительные изменения при повторной биопсии простаты. Еще один интересный факт: за эти три месяца у участников исследования произошли изменения в работе почти 500 генов: «включилось» 48 генов и «выключилось» 453 гена. Таким образом, определенное количество генов, способствующих возникновению заболевания, прекратило работу, а гены, отвечающие за профилактику болезни, напротив, активизировались, то есть изменение образа жизни повлияло на активность генов.

Всего существуют три основных эпигенетических способа, изменяющие активность генов:

• метилирование ДНК;

• модификация гистонов, изменяющая упаковку ДНК;

• привлечение микрорегуляторных РНК (РНК-интерференция).

Интересно отметить, что существует особенность, связанная с наследованием эпигенетических модификаций. Есть класс модификаций, которые возникают при определенных изменениях среды, и при этом они могут перейти к потомкам, то есть какие-то особенности среды, при которых пришлось жить родителям, создадут эпигенетические изменения, которые в дальнейшем будут влиять и на жизнь потомков. И в самом деле, до конца непонятно, как генетические модификации передаются из поколения в поколение. Дело в том, что эпигенетические метки в половых клетках, через которые и передаются наследственные факторы, обнуляются. Однако, по всей видимости, память о них каким-то образом может оставаться. Существует гипотеза, что определенные метаболиты или даже молекулы ДНК отмечают места модификаций ДНК и гистонов, а затем ферменты нового организма по этим меткам восстанавливают метильные модификации.