Текст книги "Защищенный геном. Научно обоснованная программа активации 5 защитных функций организма. которая позволит избежать инфекций и поможет справиться с заболеваниями"

Как вы уже поняли, полноценное функционирование защитной системы ангиогенеза – ключ к крепкому здоровью. Все, что нужно, – это баланс кровообращения, при котором в органах нет лишних или недостающих сосудов. Если баланса нет, организму требуется помощь. Исследователи из биофармацевтических и медицинских компаний ломают головы над новыми методами лечения, способными сохранить жизнь, органы и зрение, но беда в том, что создание полноценной терапии потребует десятки лет и более одного миллиарда долларов. Даже в случае успешного завершения испытаний она может остаться для пациентов недоступной по причине заоблачной стоимости. Стоит также отметить: все эти препараты и приборы предназначены для лечения заболеваний, а не для их профилактики.

Здоровым людям диета может помочь предотвратить развитие заболеваний, а больным – ускорить процесс выздоровления. Научные исследования разных стран показывают, что некоторые продукты и напитки, многие из которых мы знаем и любим, положительно влияют на защитную систему ангиогенеза. Важную роль здесь играет и то, как именно вы их готовите и с чем сочетаете. Все это заставляет нас совершенно по-новому взглянуть на пищу и способы ее потребления, увеличивая шансы избежать опасных заболеваний, связанных с патологическим ангиогенезом. Если в данный момент вы боретесь с такого рода расстройством, пересмотрите свое питание. Правильные продукты помогут вам контролировать и даже победить болезнь.

Эффективность такого подхода говорит сама за себя. У жителей Азии, которые традиционно потребляют много сои, овощей и чая, очень низкий риск развития различных видов рака, включая рак молочной железы. В Японии количество граждан старше ста лет достигает более 69 тысяч человек (17). Число рекордсменов растет и в Китае. Мой двоюродный дед, скончавшийся в возрасте 104 лет, жил в городе Чаншу (это за пределами Шанхая) у подножия горы Юйшань, где выращивают зеленый чай. Долгожители Икарии (Греция) и центральной Сардинии соблюдают знаменитую средиземноморскую диету, которая богата стимулирующими ангиогенез продуктами и не похожа на вегетарианскую.

Рассматривая ангиогенез как одну из ключевых защитных систем организма, мы сможем не только укрепить здоровье, но и вывести систему медицинского обслуживания на новый уровень.

Заболевания, вызванные нарушением защитных механизмов ангиогенеза

Глава вторая
Регенерация

Ангиогенез позволяет выращивать новые кровеносные сосуды, чтобы питать органы. Возникает вопрос: что помогает выращивать сами органы, а затем поддерживать их правильное функционирование? Ответ прост: стволовые клетки. Стволовые клетки – это основа здоровья. Если они вдруг перестанут работать, мы не проживем и недели. Они играют ключевую роль в создании и поддержании нашего организма, начиная с момента зачатия. По сути, мы состоим из стволовых клеток. Через пять дней после того, как отцовский сперматозоид встретился с маминой яйцеклеткой, вы зародились в утробе в виде маленького шарика, состоящего из 50–100 эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Важно отметить, что стволовые клетки обладают уникальным свойством, которое называется плюрипотентность, то есть они могут сформировать любую клетку и ткань в организме: от мышц, нервов и кожи до головного мозга и глазного яблока. Когда в течение последующих двенадцати недель вы превращались из эмбриона в плод, стволовые клетки трансформировались в специальные клетки, составляющие органы и обеспечивающие их функцию. К концу формирования организма специализированные клетки органов начинали численно превосходить неспециализированные стволовые клетки.

 С годами запас стволовых клеток уменьшается и не восстанавливается: у эмбриона на 10 тыс. клеток приходится 1 стволовая, а у человека 60–70 лет из 8 млн. обычных клеток только одна является стволовой.

Стволовые клетки плода – это не только строители организма, но и защитники здоровья, в том числе здоровья матери. В ходе эксперимента ученые из Синайской медицинской школы в Нью-Йорке (Mount Sinai School of Medicine) изучили последствия сердечного приступа у беременных мышей. Сердечный приступ был настолько сильный, что приводил к ухудшению насосной функции сердца на 50 %. У людей это могло бы спровоцировать сердечную недостаточность и даже мгновенную смерть (1). Было обнаружено, что у выживших мышей спустя несколько недель после приступа стволовые клетки плода мигрировали из утробы в кровоток матери. Затем фетальные стволовые клетки «базировались» в пораженном участке сердца и начали регенерировать и восстанавливать его. В результате через месяц после приступа 50 % мигрировавших фетальных стволовых клеток превратилось во взрослые клетки сердца, способные к спонтанному сокращению. Это исследование одним из первых показало, что стволовые клетки плода могут защищать здоровье матери.

К моменту рождения стволовых клеток в развивающемся организме ребенка остается очень мало. Большинство – это уже специализированные клетки органов. После появления на свет часть стволовых клеток остается в пуповине и плаценте. Те, что в пуповине, собирают в виде пуповинной крови, направляют в банк стволовых клеток, где замораживают и хранят. Они могут пригодиться, если в будущем вам, вашему ребенку или родным понадобится регенерировать и восстановить функцию поврежденных органов. Эта процедура возможна лишь раз в жизни, поэтому я настоятельно советую вам соглашаться на сбор и хранение пуповинной крови.

Несмотря на немногочисленность, стволовые клетки продолжают играть важную роль и в жизни взрослого человека. Они молчаливые труженики, которые по мере нашего старения обновляют большую часть органов. У каждого органа своя частота регенерации.

❐ Регенерация тонкого кишечника происходит каждые два-четыре дня.

❐ Легких и желудка – каждые восемь дней.

❐ Кожи – каждые две недели.

❐ Красных кровяных телец (эритроцитов) – каждые четыре месяца.

❐ Жировых клеток – каждые восемь лет.

❐ Скелета – каждые десять лет.

Скорость регенерации зависит, в том числе, от возраста. В 25 лет происходит ежегодное обновление примерно 1 % клеток сердца, но по мере старения процесс замедляется, и к 75 годам эта цифра снижается до 0,45 % (3).

Регенерация иммунной системы происходит каждые семь дней, поэтому если вдруг из вашего организма исчезнут стволовые клетки, скорее всего, вы умрете от инфекции. А если инфекцию удастся пережить, то от кровоизлияния, потому что тромбоциты – элементы крови, отвечающие за ее свертываемость, – обновляются каждые десять дней. Тем, кто устоит, придется несладко: спустя шесть недель начнет слезать кожа, легкие прекратят работать, и человек задохнется. Стволовые клетки – это один из столпов нашей жизни и здоровья.

Знания о стволовых клетках человека родились в результате атомного взрыва. В 1945 году завершающим этапом Второй мировой войны стала атомная бомбардировка городов Хиросима и Нагасаки, которая унесла жизни около двух сотен тысяч человек. Люди, пережившие жуткую катастрофу, вскоре умирали от последствий сильнейшего облучения. Их организм утратил способность обновлять собственные клетки в костном мозге. С подачи правительства, готовящегося к будущим войнам, ученые объявили охоту за стволовыми клетками, которые можно было бы использовать для лечения людей, пораженных радиацией. В 1961 году двое канадских ученых Джеймс Тилл и Эрнест Маккаллох выяснили, что стволовые клетки находятся в костном мозге и селезенке и способны регенерировать клетки крови. Они провели эксперимент, который показал, что при своевременном введении стволовые клетки могут сохранить жизнь лабораторным животным, получившим смертельную дозу радиации (4).

 Впервые термин «стволовые клетки» использовал русский исследователь А.А. Максимов в 1908 г. во время доклада на гематологическом конгрессе в Берлине.

Работы Тилла и Маккаллоха стали первым шагом к возможности трансплантации костного мозга – операции, которая сегодня проводится во всем мире и помогает спасти онкологических больных, проходивших курс жесточайшей химиотерапии и сильнейшего облучения. Химиотерапия и лучевая терапия убивают рак, но вместе с тем разрушают стволовые клетки костного мозга. Без стволовых клеток иммунная система онкологических больных дает сбой, и они могут погибнуть от множественных инфекций. Чтобы этого не произошло, врачи пересаживают пациенту стволовые клетки, взятые из костного мозга донора. Начав циркулировать в костном мозге больного, донорские стволовые клетки постепенно «вживляются» и восстанавливают иммунную систему. Появление операции по трансплантации костного мозга стало настоящим прорывом в медицине. В 1990 году один из разработчиков метода Эдвард Доннал Томас был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Эту награду он разделил с Джозефом Мюрреем, совершившим первую успешную пересадку почек. Даже если ваш организм не подвергался разрушительному воздействию химиотерапии и облучения, ему нужны стволовые клетки, чтобы непрерывно обновляться.

Из всех 37,2 триллиона клеток тела на долю стволовых клеток приходится всего 0,002 %, но именно этот крошечный десант стоит на страже вашего здоровья (5). При необходимости они восстанавливают, замещают и регенерируют отмершие и изношенные клетки. Словно солдаты особого назначения, стволовые клетки собирают сведения, осуществляют разведку и выполняют миссию по поддержанию правильной работы органов. Когда человек получает травму или заболевает, за дело берутся стволовые клетки: они создают новые ткани, помогающие преодолеть опасное состояние. Последние исследования показывают, что на стволовые клетки, так же как на систему ангиогенеза, можно повлиять с помощью диеты.

Неважно, кто вы: атлет, стремящийся нарастить мышцы, беременная женщина, вынашивающая плод, или тот, кто бежит от старости, – правильное питание позволит вам увеличить количество стволовых клеток, усилить их активность и способность к регенерации. Начните есть, чтобы защитить сердце, сохранить ясность ума (регенерация головного мозга), заживить раны и всегда оставаться молодым. Во второй части книги я расскажу о продуктах, которые способны стимулировать защитные силы стволовых клеток, а сейчас давайте поговорим о базовых механизмах регенерации. Это поможет вам лучше понять связь между питанием и здоровьем.

Регенеративная защитная система включается сразу после получения травмы или повреждения. Стволовые клетки взрослого человека неспециализированные и пребывают в «спящем состоянии» до тех пор, пока не понадобятся. Они плюрипотентные, могут обновляться и делиться. Оказавшись на месте действия, стволовые клетки «прощупывают обстановку» и используют окружающие сигналы как инструкцию, которая позволяет им трансформироваться в клетки нужного вида. В легких они становятся легкими, а в печени – печенью.

Секрет защитной функции стволовых клеток кроется в месте, где они пребывают в неактивном, недифференцированном и возобновляемом состоянии. Стволовые клетки «живут» в специальных укрытиях, которые называются нишами. Ниши есть в головном мозге, коже, стенках кишечника, основании волосяных фолликулов, яичниках, семенниках, жире, сердце и, конечно, в костном мозге (губчатом веществе внутри костей).

Костный мозг – это хранилище как минимум трех различных видов стволовых клеток. Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) – ранние предшественники клеток крови. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК) – предшественники мышц, жира, хрящей, костей и других элементов, не связанных с кровью. Эндотелиальные прогениторные клетки (ЭПК) способствуют росту новых кровеносных сосудов в регенерируемых органах. Все эти клетки присутствуют в костном мозге, поэтому ученые объединили их в единую группу, которая называется костномозговыми мононуклеарными клетками (КМ – МНК).

Когда стволовые клетки нужны для регенерации, запускается ряд процессов, позволяющих им выйти из ниш и проникнуть в систему кровообращения. Факторы роста, синтезируемые пораженным органом, «будят» стволовые клетки костного мозга. Одним из самых мощных стимуляторов является фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Сигнал о помощи поступает в костный мозг по кровеносным сосудам, пронизывающим кость, а внутри костного мозга путешествует по системе синусоидных капилляров, активируя прикрепленные к их стенкам стволовые клетки. Стволовые клетки воспринимают сигнал как химическую тревогу и начинают действовать. Они вылетают из костного мозга словно рой пчел из улья, наводняя систему кровообращения (6). Этот важный этап регенерации пораженного органа называется мобилизацией стволовых клеток.

То, что происходит дальше, иллюстрирует невероятную мудрость нашего организма. Стволовые клетки перебрасываются на передовую линию сразу после сигнала тревоги. Несомые потоком крови, которую качает сердце, они определяют пораженный участок органа с помощью природного устройства самонаведения и, словно ракета, приземляются точно в цель. Белки на поверхности стволовых клеток, которые называются рецепторами, прикрепляются к белкам на зоне их высадки. Они сцепляются вместе как клеточная застежка-липучка, обеспечивая надежное «прилипание» стволовых клеток к месту травмы (7). Все это происходит очень быстро. Исследования показывают, что в течение 48 часов после совершения хирургического надреза количество эндотелиальных прогениторных клеток в системе кровообращения увеличивается в четырнадцать раз. Такое резкое повышение вызвано потребностью организма в самоисцелении (8).

 Стволовые клетки обладают уникальными возможностями. Они мигрируют к пораженным местам в организме и начинают процесс восстановления.

После того как стволовые клетки прикрепляются к пораженному участку, они оценивают обстановку и действуют согласно инструкциям, которые диктуют условия окружающей среды. Находясь в коже, стволовые клетки превращаются в клетки кожи и реагируют в соответствии с ее потребностями. Находясь в сердце, они становятся клетками сердечной мышцы (кардиомиоцитами) и реагируют в соответствии с потребностями сердца. Стволовые клетки – это часть большой команды спасателей, в которую входят клетки кровеносных сосудов, клетки свертывающей системы крови и клетки иммунитета, в том числе воспалительные. Каждый из членов команды выполняет свою определенную миссию.

Что именно происходит со стволовыми клетками после прикрепления к месту травмы, до сих пор остается загадкой. Мы знаем, что они дифференцируются в ткань органа и регенерируют ее. Этот процесс протекает недолго, максимум пару дней. А дальше… Ученые пытаются выяснить происходящее и выдвигают несколько теорий. Первая: стволовые клетки «меняют внешность» и сливаются с общим фоном, становясь похожими на восстанавливаемые ими ткани. Вторая: они умирают сразу после завершения своей миссии.

На сегодняшний день точно известно, что стволовые клетки – это заводы по производству таких белков, как факторы роста, цитокины и факторы выживания. Без них невозможно вырастить и восстановить органы. А еще стволовые клетки могут выделять специальные молекулярные контейнеры – экзосомы и микровезикулы, наполненные белками и генетической информацией. Выделенные внутри органа, они говорят окружающим клеткам, что нужно делать, чтобы справиться с травмой (9). Экзосомы и микровезикулы создают благоприятную зону вокруг пораженного участка. Это называется паракринным эффектом. В ходе исследования регенерации костей ученым удалось выявить сорок три фактора роста, выделяемых стволовыми клетками для оздоровления соседних с травмой тканей (10).

Некоторые факторы роста, высвобождаемые стволовыми клетками, являются триггерами ангиогенеза. Это обстоятельство связывает воедино две защитные системы организма. Когда вследствие нехватки кислорода (гипоксии) или травмы синтезируется фактор роста эндотелия сосудов, с одной стороны, он запускает ангиогенез в пораженных тканях, а с другой – активирует стволовые клетки в нишах костного мозга. Регенерация требует притока свежей крови, поэтому в процесс заживления включается ангиогенез. Он формирует кровеносные сосуды, которые доставляют питание, необходимое для поддержания молодых тканей. А стволовые клетки способствуют росту новых ангиогенных кровеносных сосудов. Получаются взаимовыгодные отношения. Примерно от 2 до 25 % клеток новых кровеносных сосудов образуются из стволовых.

Регенеративная защитная система важна для поддержания нашего здоровья, а что важно для здоровья самих стволовых клеток? Стволовые клетки очень уязвимы перед различными факторами, с которыми мы сталкиваемся в течение жизни. Самым вредным для них является табачный дым. Дефицит кислорода, возникающий при вдыхании сигаретного дыма, провоцирует выброс стволовых клеток в кровоток. Частое курение приводит к постепенному сокращению количества стволовых клеток, хранящихся в костном мозге, а это значит, что на осуществлении регенерации их остается гораздо меньше (11). Кроме того, функция оставшихся в костном мозге стволовых клеток сильно нарушена: их способность делиться снижается на 80 %, а участие в регенерации – на 40 % (12). Одни эти данные, не говоря уже о вреде, которое курение наносит кровеносным сосудам, объясняют повышенный риск сердечно-сосудистых и легочных заболеваний у курильщиков.

Не менее опасно пассивное курение, когда некурящий находится рядом с курящими людьми. Вдыхание вторичного табачного дыма в течение тридцати минут способно нарушить работу ваших стволовых клеток (13). Неудивительно, что подобный эффект оказывает и загрязненный воздух. По данным ученых, у людей, живущих в экологически неблагоприятных районах, воздействие тонкодисперсных частиц на фоне вспышек загрязнения приводит к снижению количества эндотелиальных прогениторных клеток в крови (14).

 Алкоголь, пассивное курение и неблагоприятная окружающая среда способствуют не только гибели существующих нервных клеток, но и замедляют формирование новых.

Хронический алкоголизм – еще одна причина гибели стволовых клеток. Спиртные напитки действуют на них многосторонне. Исследователи ежедневно давали обезьянам малые дозы алкоголя, в результате в их системе кровообращения было зафиксировано больше стволовых клеток, чем у обезьян, не употреблявших алкоголь. При дальнейшем изучении выяснилось, что эти стволовые клетки повреждены, а их способность к регенерации снижена (15). Представьте себе пьяные стволовые клетки, которые не могут идти ровным строем. Фетальный алкогольный синдром возникает, когда беременная употребляет большое количество алкоголя. Он приводит к необратимому повреждению мозга и другим нарушениям в развитии плода. Алкоголь токсичен для фетальных стволовых клеток, их дисфункция может быть одной из причин жутких последствий фетального алкогольного синдрома. Именно так утверждают ученые из Государственного университета Луизианы (Louisiana State University), занимавшиеся изучением внутриутробного развития у мышей (16). Запои наносят еще один удар по стволовым клеткам. Исследователи из Университета Кентукки (University of Kentucky) обнаружили, что эпизодическое пьянство снижает активность прогениторных клеток олигодендроцитов – клеток головного мозга, участвующих в образовании новых нейронов. Данный эффект особенно выражен в гиппокампе, отделе мозга, который отвечает за формирование краткосрочной и долгосрочной памяти (17). Радует то, что все эти повреждения обратимы. Нужно лишь перестать пить.

Мы можем обезопасить свои стволовые клетки, сократив воздействие таких вредных факторов, как загрязнение воздуха, табак и алкоголь, но есть риски, которых нельзя избежать. Например, к ним относится старение. С возрастом количество стволовых клеток в костном мозге сокращается и способность к регенерации ослабевает. И дело тут не только в истощении запасов – старые стволовые клетки сами по себе менее активны, чем молодые (18). Высокий уровень холестерина в крови также негативно сказывается на функции стволовых клеток. Важно отметить, что не весь холестерин вреден (19). Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) – это «хороший» холестерин, который замедляет запрограммированную смерть эндотелиальных прогениторных клеток. Питание, способствующее повышению концентрации ЛПВП, – отличная стратегия их защиты (20). В результате ничего, кроме пользы для здоровья, вы не получите, ведь эндотелиальные прогениторные клетки препятствуют образованию жировых бляшек на стенках сосудов и укрепляют их стенки, а значит, атеросклероз вам не страшен. Этот вид васкулярной защиты, осуществляемый стволовыми клетками, – еще одна из причин, почему ЛПВП называют «хорошим» холестерином.

Хронические заболевания губительны для стволовых клеток. Диабет безжалостно убивает их, а те, что остаются, не способны выполнять свою функцию. Другая проблема – высокий уровень сахара в крови. Стволовые клетки в условиях гипергликемии плохо справляются с регенерацией тканей, так как не могут нормально делиться и передвигаться по организму. Кроме того, они секретируют меньше фактора выживания, чем здоровые клетки (21). Ученые обнаружили, что повышение уровня сахара в крови негативно сказывается на функции стволовых клеток даже у людей, не страдающих диабетом (22). Вот почему очень важно следить за потреблением сахара.

Повреждение стволовых клеток наблюдается при диабете обоих типов. Диабет 1-го типа – заболевание, при котором иммунная система организма разрушает производящие инсулин клетки, необходимые, чтобы регулировать метаболизм сахара. Диабет 2-го типа – это тоже нарушение метаболизма сахара, только его причиной является не аутоиммунная атака. Генетика, малоподвижный образ жизни и/или ожирение приводят к тому, что организм перестает адекватно реагировать на инсулин или не вырабатывает его в достаточном количестве. Исследование, проведенное в Нью-Йоркском университете (New York University), показало, что при диабете 2-го типа регенерирующая способность эндотелиальных прогениторных клеток снижается почти на 50 %. При отсутствии контроля за уровнем сахара клеточные нарушения усугубляются еще больше (23). Когда ученые произвели забор эндотелиальных прогениторных клеток у больных диабетом и протестировали их активность в формировании кровеносных сосудов, оказалось, что диабетические стволовые клетки включались в процесс в 2,5 раза реже недиабетических. Схожие результаты дало исследование, проведенное в Нидерландах, – его целью было изучить дефекты стволовых клеток при диабете 1-го типа (24).

 Сокращение продолжительности ночного сна на 4 часа вдвое уменьшает способность стволовых клеток к передвижению.

Нарушение работы стволовых клеток – это проблема гигантских масштабов, если учесть, что диабетом страдают более 422 миллионов человек в мире, а смертность от этого заболевания составляет 1,6 миллиона случаев в год. Диабет – главная причина сердечных приступов, инсультов, слепоты, почечной недостаточности, хронических ран и ампутации нижних конечностей. Все эти осложнения так или иначе связаны с дисфункцией стволовых клеток. Любые методы, способные поддержать и улучшить их активность на фоне диабета, гиперлипидемии и старения организма, могут спасти человеку жизнь (25).

Заболевание периферических артерий – состояние, сопутствующее атеросклерозу, которое очень часто развивается при длительном сахарном диабете. Серьезное атеросклеротическое сужение артерий перекрывает доступ кислорода к нижним конечностям. Со временем ситуация только ухудшается, приток крови к мышцам, нервам и коже ног все более ослабевает. У клеток развивается кислородное голодание, и они отмирают, в результате на коже образуются раны, которые называют ишемическими язвами. Сам по себе диабет уже тормозит процессы заживления, поэтому, когда такие язвы появляются у диабетиков, в них легко может попасть инфекция и спровоцировать гангрену. Очень часто ампутация нижних конечностей – это единственный способ спасти жизнь больному. Ученые из Падуанского университета в Италии (University of Padova, Italy) изучили стволовые клетки, циркулирующие в крови пациентов с диабетом 2-го типа и заболеванием периферических артерий, и сравнили их с образцами здоровых людей (26). У пациентов с диабетическим васкулярным заболеванием было на 47 % меньше стволовых клеток. У тех, у кого клеток было меньше всего, на ступнях имелись ишемические язвы. Все это показывает, насколько важную роль в восстановлении тканей играют стволовые клетки.

Правильное лечение диабета обеспечивает бесперебойную работу регенеративной защитной системы. Чем лучше контроль за гликемией, тем крепче здоровье стволовых клеток. В свою очередь, бесконтрольное течение диабета приводит к нарушению их функции. Регулируя уровень сахара в крови, вы можете повысить количество эндотелиальных прогениторных клеток и активизировать их деятельность. Поэтому если вы страдаете диабетом, обязательно следите за уровнем сахара в крови – это поможет спасти вам жизнь (27).