Метаболический синдром и долголетие

Мы с вами вошли в XXI век в уникальной ситуации для человечества. Технический прогресс, информационные технологии — всё это то, чем человечество могло гордиться. Но у каждой медали есть обратная сторона. Какую цену нам пришлось за это платить?! Вопреки прогнозам футурологов прошлого столетия, во второй половине XX века пришло время не голода, а наоборот — продуктового изобилия. Футурологи ошиблись с недостатком ресурсов из-за роста численности населения. Люди, напротив, стали есть больше и чаще.

И ещё одно обстоятельство, явившееся следствием прогресса: двигательная активность современных людей свелась к минимуму, ограничившись походами к автомату за чашечкой кофе в перерывах между пребыванием в неподвижности перед компьютером.

То есть энергии наш организм потребляет больше, а расходует меньше. И этот дисбаланс порой достигает колоссальных масштабов. Однако думать, что это всего лишь досадная ситуация и что проблема лишнего веса сводится к проблемам внешности — это ошибка.

Есть и другие последствия — болезни!

Деменции встречаются в 1,5 раза чаще при состояниях, связанных с энергетическими излишками. Инсульты, инфаркты и сердечная недостаточность возникают в 2–3 раза чаще у людей с описываемыми проблемами. Такая болезнь, как сахарный диабет 2-го типа, встречается в 4 раза чаще. И это не полный перечень, поскольку нет точной статистики по множеству других заболеваний — от катаракты до онкологии, однако существует понимание, что гиподинамия и переедание оказывают отрицательное влияние и на эти, и на многие другие болезни.

Заболевание / исход

С метаболическим синдромом

Без метаболического синдрома

Атеросклеротические СС-события (инфаркт/инсульт/СС-смерть, ~12,8 года)

≈10,4%

≈3,8%

Деменция, все причины

≈0,69%

≈0,39%

Сахарный диабет 2-го типа

≈8,8%

≈1,7%

Артериальная гипертония

≈26,6%

≈11,0%





Перечисленные болезни приближают наш час Х. А ведь такой задачи у нас с вами — умереть как можно раньше — нет. Правда? Поэтому предлагаю разобраться в этом состоянии глубже, чтобы знать, как его избежать.

Есть и ещё одна причина, почему проблемы, возникающие из-за переедания и гиподинамии, требуют нашего внимания. Даже если вы не переедаете и с физической активностью у вас всё в порядке, изменения, к которым приводят несбалансированное питание и гиподинамия, настигают нас в любом случае — просто позже. Все болезни, которые я перечислил ранее, — это возраст-ассоциированные заболевания. А значит, все, кто интересуется долголетием (или международным термином longevity), должны понимать процессы, происходящие в организме из-за несбалансированного питания и гиподинамии.

Если вы считаете, что я исчерпал все аргументы, почему стоит внимательно слушать, то ошибаетесь. Последний аргумент приведу в конце этого ролика.

А пока давайте опишем это состояние не как врачи, которые лечат болезни, а как люди, стремящиеся понять, как предупредить эти заболевания. Как люди, интересующиеся долголетием и пытающиеся продлить годы своей здоровой жизни. Поэтому я называю это состояние возрастным метаболическим синдромом (ВМС). Термина такого в литературе вы не найдёте — я его придумал, чтобы отделить МС в клиническом понимании от МС как признака старения.

Основной механизм, который я хочу описать для понимания ВМС, — это возрастные изменения обмена глюкозы и жирных кислот.

Что такое глюкоза, вы, думаю, знаете. Это такой микс углекислого газа и воды, приправленный солнечным светом, который, выдавив из себя кислород в атмосферу, замыкается или не замыкается в шестиугольное кольцо. Если кому-то непонятно, почему я так описал глюкозу, найдите другие мои ролики на эту тему. Там всё подробно, а здесь я не буду отвлекаться — тема и так достаточно большая.



А вот второй нарушитель покоя, помимо глюкозы, — жирная кислота. Она представляет собой выстроенные в ряд атомы углерода, соединённые с водородом. На рисунке это выглядит как углеродо-водородная стена, а в уголке прячется карбоксильная группа, то есть COOH. Это вполне понятно: если кислота — значит карбоксильная группа. Без неё жирные кислоты превращаются в примитивный углеводород, который тоже заряжает энергией, но не нас с вами. Итак, жирная кислота — это энергетическая молекула. Причём часто она больше глюкозы, поэтому способна давать больше энергии. Например, наиболее распространённые в нашем организме жирные кислоты содержат 16–18 атомов углерода. В глюкозе этих атомов всего шесть, соответственно и водорода меньше. Водород — точнее его протон — в конце концов и есть те “дрова”, из которых наши клетки извлекают энергию. Поток положительно заряженных протонов несётся через турбину и крутит лопасти — буквально так это и выглядит. Поэтому: больше молекула — больше водорода — больше энергии. Так, глюкоза даёт чуть больше 30 АТФ — энергетических молекул, а жирные кислоты дают более 100 АТФ.

Есть ещё несколько моментов, которые необходимо понимать о жирных кислотах и которые пригодятся нам в разговоре.

Насыщенность

Дело в том, что в зависимости от насыщенности структуры, из которых они состоят, жирные кислоты могут приобретать разные свойства. А главной такой структурой являются мембраны. Вы представляете, сколько у нас мембран в организме? Все клетки имеют одну общую мембрану, но не только: внутри клетки находятся органеллы – а это тоже мембраны, и наше ядро, где расположены хромосомы, – это также мембраны. Наши нервные волокна тоже окружены мембранами. Так вот, свойства мембран зависят от соотношения насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Подробнее я рассказываю об этом в ролике о липидах. Можете почитать статью по ссылке в описании.

Итак, мы говорим о состоянии, когда энергии в виде жирных кислот и глюкозы поступает много, а расходуется мало. Этот дисбаланс запускает патологический процесс. Не сразу. Поначалу наш организм успешно борется с этими излишками: он так эволюционно устроен, что любит, когда есть запас энергии. Охотно откладывает жир в нашем теле. Откладывает жир – означает откладывает триглицериды, соединение спирта глицерина с тремя жирными кислотами.

Потому что не сегодня-завтра еда кончится, а энергия заканчиваться не должна никогда. А организм наш рассуждает так: пока жирный сохнет, худой сдохнет. В общем, организм наш рад излишкам пищи. Но только он не знает, что сейчас сытые времена сменяются не голодными, а ещё более сытыми. И вот отсюда запускается патологический процесс.

Прежде чем перейти к собственно механизму нарушения, давайте представим,

что будет, если у нас глюкозы в крови не столько, сколько нужно, а больше. Не 5 ммоль/л, а, например, 8 ммоль/л.

Итак, у нас в крови много глюкозы. Она не находит себе применения, она курсирует в крови. Что она делает в этом случае? Она начинает вступать в контакт с белками!



У глюкозы есть карбонильная группа — это кислород, связанный двойной связью с атомом углерода. Так вот, те молекулы глюкозы, которые не образовали собой кольцо, очень агрессивно себя ведут за счёт этой карбонильной группы. Особенно это касается связи с азотом. А азота в составе белков очень много. Отсюда образуются сшивки. Глюкоза вступает в связь с коллагеном и эластином межклеточного матрикса. И теперь эти белки — коллаген и эластин — под воздействием глюкозы меняют свои свойства. Они теряют эластичность, перестают быть упругими и гибкими, перестают притягивать воду. Кожа становится морщинистой, клетки сдавливаются.

Но и это, к сожалению, ещё не всё. Глюкоза при высоких концентрациях способна проникать внутрь клеток некоторых тканей в таких дозах, которые эти ткани не готовы принимать. Проникая внутрь клеток, глюкоза начинает взаимодействовать с молекулами, с которыми в норме не взаимодействует. Обычно она используется для получения энергии. А тут её слишком много, и она начинает вступать в реакции с ферментами клеток. Это имеет два последствия. Во-первых, она тянет за собой воду из межклеточного пространства внутрь. В результате этого обводнения клетка деформируется и даже разрушается. Есть и другое последствие у этой превращённой (сорбитол) глюкозы. Эти все превращения глюкозы истощают запасы антиоксиданта клетки. В результате этого — окислительный стресс. Добавьте к этому перегрузку митохондрий, в результате чего активных форм кислорода производится выше нормы.

Для патогенеза МС имеет важное значение окислительный стресс, происходящий в сосудах эндотелия: там он окисляет оксид азота. Что это значит для наших сосудов? Они не могут расслабляться. Спазм сосудов сохраняется, а расслабление утрачивается. Это двойной удар по сосудам. С одной стороны, коллаген и эластин сосудов становятся жёсткими, а с другой — спазм сосудов наступает, а расслабление — нет.

Другой пример описанного патологического процесса касается таких тканей, как нервная, почечная, сетчатка, хрусталик. Там глюкоза способна при высоких концентрациях проникать в клетки в большей степени, чем в других тканях, и эти ткани разрушаются глюкозой изнутри.

Ну и мы не можем не сказать, что это слипание с сахаром, гликирование, делает нашу кожу дряблой, а гликирование вне дермы, там, где коллаген и эластин скрепляют собой соседние клетки, начинает не просто удерживать клетки рядом, что является нормой, но ещё и сдавливает их, что, конечно, приводит к стрессу клетки и многочисленным вредным последствиям.

Так действует глюкоза, когда её слишком много в крови.

Но липиды ведут себя не лучше, когда их много в крови. Жирные кислоты в избыточном количестве тоже способны перегружать митохондрии, а значит, приводить к окислительному стрессу.

У нас с вами вместе с жирными кислотами с пищей всасывается другой липид — холестерин. Важная молекула.

Он, к примеру, является источником многих гормонов в нашем организме. Например, тестостерона, прогестерона и эстрогена, но не только — кортизол и витамин D тоже получаются из холестерина.

И ещё холестерин включён в состав наших мембран, наряду с жирными кислотами.

Жёлчные кислоты — тоже производное холестерина. Жёлчные кислоты, превращённые с помощью натрия и калия в соли, попадают через жёлчные протоки в кишечник и помогают всасыванию жиров в просвете тонкого кишечника.

Таким образом, у клеток есть потребность в холестерине, если его недостаёт. Но если его в избытке, то клетки рады отдавать холестерин обратно в кровь — лишний он им не нужен. Так вот, поступает холестерин через липопротеины низкой плотности, а забирается он липопротеинами высокой плотности. Это разные липопротеины. Первые добавляют холестерин клеткам, вторые забирают холестерин из клеток. То есть благодаря ЛПНП и ЛПВП у нас происходит регулирование.

ЛПНП не просто отдают холестерин клетке. Они полностью захватываются клеткой вместе с холестерином. Это, кстати, было бы невозможно без помощи ненасыщенных жирных кислот, которые придают пластичность мембране. ЛПНП к моменту их поглощения уже остались без жирных кислот. У них внутри только холестерин, точнее — эфиры холестерина. Заглатываются ЛПНП: и оболочка, и белок липопротеина, и холестерин. Получается, что у липопротеина, курсирующего по крови, для поглощения клеткой нужно выйти из русла сосуда, они должны переместиться от кровеносного русла к клеткам. Но по дороге ЛПНП должен пройти межклеточный матрикс сосуда. И тут как раз возможны проблемы. Во-первых, пройти через матрикс ЛПНП всегда непросто, а если этих ЛПНП становится много — вдвойне непросто, а если ещё матрикс изменился под влиянием глюкозы — то и втройне непросто. В результате возникают участки в матриксе сосудистых стенок, где уже никто никуда не идёт, а все застревают в этом матриксе. Наш организм — чистюля. Он не может позволить себе засориться. Застрявшие молекулы ЛПНП должны быть утилизированы. Это делает наш иммунитет с помощью макрофагов — больших клеток-пожирателей. Но, проглотив слишком много насыщенных холестерином ЛПНП, макрофаг сам не выдерживает и погибает. Холестерин в больших количествах губит макрофаги. Макрофаги под влиянием холестерина превращаются в пенистые клетки, на этом этапе процесс ещё обратим: сосуды уже больны, но можно от этих бляшек пока избавиться; но если патологический процесс продолжается, то в этом месте откладывается кальций, и бляшка становится твёрдой как косточка.

Из сказанного, я надеюсь, стала понятна необходимость регулирования концентрации глюкозы и липидов. Без регулирования концентрации этих молекул в крови нам грозят все те болезни, которые я описывал в начале: гипертония, атеросклероз, инсульты, инфаркты, катаракта, деменция, можно продолжить этот список — ретинопатией, нейропатией, ожирением печени.

Ну если нельзя, чтобы у нас глюкозы и липидов было много, то глюкозу и жиры нужно регулировать. Их не должно быть слишком много, и особенно важно — они не должны быть в крови слишком долго в избыточном количестве.

Собственно этим регулированием у нас занимается инсулин и глюкагон – гормоны поджелудочной железы.

Как это происходит? Глюкоза всосалась в кровь — это почувствовали бета-клетки островков Лангерганса и выделили в кровь инсулин. Инсулин сначала сигнализирует соседним альфа-клеткам островков Лангерганса, что им не следует больше выделять глюкагон, а затем с кровью направляется к клеткам мышц и жира и командует: мышцам — активно потреблять глюкозу, а жировым клеткам — меньше выделять жирных кислот и больше их накапливать. Потом инсулин доходит до печени и передает ей бразды правления. Печень активно реагирует на выброс инсулина: начинает накапливать глюкозу, собирая её в гликогеновые цепи. Печень способна из глюкозы делать гликоген, но если её гликогеновые склады заполнены, а глюкозы всё ещё много, она превращает глюкозу в жирные кислоты. В любом случае, печень всячески уменьшает объём глюкозы в крови, а заодно разрушает инсулин. Ведь инсулин — зачем он теперь нужен? Он, например, провоцирует клетки на рост и деление, а это не всегда необходимо: клетке тоже нужен отдых. Рост и деление — это очень большое напряжение для неё. Поэтому инсулин не должен долго задерживаться в крови, и печень разрушает его в считанные минуты.

Итак, печень разрушает инсулин, уровень инсулина в крови падает, и альфа-клетки островков Лангерганса реагируют на это. До этого инсулин их "запер", а теперь инсулина уже нет. А вместе с ним и уровень глюкозы в крови снизился. Без неё ведь тоже нельзя — много плохо, мало тоже нехорошо. Наш мозг вообще не любит находиться без глюкозы, да и многие другие органы тоже. Чтобы уровень глюкозы не падал слишком сильно, спустя некоторое время глюкагон начинает давать печени команды, противоположные инсулину. Инсулин говорил — накапливай гликоген, а глюкагон говорит печени — не накапливай, а трать. Инсулин говорил жировым клеткам — накапливайте жирные кислоты внутри себя, не отдавайте их в кровь, а глюкагон, наоборот, говорит жировым клеткам выбрасывать жирные кислоты, как альтернативное топливо для мышечных клеток.

Это была физиология. Теперь поговорим о патологии.

Триггером является энергетический дисбаланс: энергии в избытке — мы много едим, а девать её некуда, потому что мало двигаемся. При этом мышечные и жировые клетки имеют защитный механизм от избыточного объёма глюкозы. Они обладают специальным способом поступления большого количества глюкозы через специализированные транспортеры глюкозы. Эти специальные транспортеры появляются в мембранах клеток под воздействием инсулина: инсулин командует им встраиваться в мембрану из области цитоплазмы. Они слушаются его, пока не начинают понимать, что глюкозы в клетке и так много, а команда поступает — ещё принимай глюкозу. И вот они перестают слушаться инсулин. Возникает так называемая инсулинорезистентность, которая приводит к тому, что мышцы больше не забирают глюкозу из крови, и она продолжает там оставаться.

Итак, высокий уровень глюкозы крови – одна сторона патологического процесса.

Но есть и другая.

Глюкагоновая. Ведь резистентность может образоваться не только у мышечных клеток. Она может образоватьсяи у альфаклеток островков Лангенгарса, которые вырабатывают глюкагон. И инсулин крови теперь не может запереть глюкагон в поджелудочной железе. Теперь глюкагон и инсулин могут в крови находиться одновременно и давать организму прротиворечивые команды, котоые в конечном счете могут приводить к высокому содержанию в крови и глюкозы и жирных кислот и холестерина.

А о том что значит высокие концентрации этих молекул в крови мы с Вами уже говорили.

Возвращаясь к липидам тоже можем сказать, что они строго регулируются нашим организмом и инсулин тут играет важную роль, но не он один.

На обмен липидов влияют соматотропный гормон, адреналин и кортизол, а также гормоны щитовидной железы. Их задача — следить за тем, чтобы жирные кислоты выбрасывались в кровь только тогда, когда у мышц есть в этом потребность.

В заключение, как и обещал, назову ещё одну значимую причину разобраться в метаболическом синдроме.

Метаболический синдром — это состояние, которое хорошо изучено. Изучены и средства борьбы с ним, накоплен огромный опыт. Считайте, ещё с тех времён его наблюдали, когда врачи ставили диагноз, анализируя мочу на вкус: сладкая — значит плохо. Накопление информации, наблюдение многими поколениями врачей, изученность метаболического синдрома с одной стороны и понимание того, как с ним бороться — с другой, дают очень ценную информацию для людей, заботящихся о своём здоровье и долголетии. Если спроектировать методы профилактики и лечения МС на всю нашу жизнь, можно добиться значительных результатов, и исследования это подтверждают. Причиной МС является переедание и гиподинамия, значит, чтобы не стареть, нужно соответственно ограничивать себя в приёме калорий и не ограничивать себя в движении. Та медикаментозная терапия, которую десятилетиями применяют при лечении МС, тоже нередко становится средством, положительно влияющим на ваше долголетие. Фактически, методы воздействия на метаболический синдром — это практически наиболее достоверные методы продлить своё здоровье из всей науки о долголетии.