Что такое клеточное питание организма
Выбор лечебного питания при хронических заболеваниях
Нутриционная поддержка относится к обязательным методам комплексной терапии хронических заболеваний. Сбалансированный рацион является не только профилактикой, но и методом их лечения, и средством, предохраняющим от возникновения рецидивов.
Нутриционная поддержка относится к обязательным методам комплексной терапии хронических заболеваний. Как писал классик советской диетологии М.И. Певзнер, именно на фоне правильного питания должны осуществляться все остальные лечебные мероприятия.
Многочисленные исследования выявили достоверную связь между неправильным питанием и развитием хронических дисфункций желудочно-кишечного тракта, эндокринной и сердечно-сосудистой системы. Сбалансированный рацион является не только профилактикой таких состояний, но и методом их лечения, и средством, предохраняющим от возникновения рецидивов.
При некоторых диагнозах, таких как наследственное нарушение усвоения отдельных питательных веществ, смена рациона служит единственным методом борьбы с болезнью. При других – сахарном диабете, ожирении, артериальной гипертонии, сердечной недостаточности, подагре, гастритах, колитах, гепатитах, мочекаменной болезни – питание является если не определяющим, то крайне важным фактором, значение которого нельзя преуменьшить. Даже при хронических инфекционных болезнях, чье развитие напрямую не связано с пищевыми привычками, правильный рацион необходим для стимуляции иммунитета, ускорения регенерационных процессов и достижения длительной ремиссии.
Фармакотерапия хронических состояний часто длится месяцами и годами, что нередко провоцирует возникновение новых нарушений функционирования внутренних органов и систем: метаболических и иммунных расстройств, заболеваний пищеварительной системы и т.д. Немедикаментозные методы и, в частности, правильное питание позволяют увеличить эффективность лекарств, снизить их дозировку и уменьшить их негативное влияние на организм.
Питание при хронических заболеваниях должно:
Компания Nestle предлагает ряд продуктов, ориентированных на пациентов с хроническими заболеваниями и состояниями и нуждающихся в богатом полезными веществами, сбалансированном, но щадящем питании.
Resource® Diabet Plus
Одним из наиболее распространенных хронических состояний является метаболический синдром, ассоциированный с нарушением толерантности к глюкозе или сахарным диабетом. Это заболевание имеет крайне высокий риск возникновения осложнений и требует тщательного контроля питания. Именно рацион в данном случае является ключевым фактором, обеспечивающим благоприятный прогноз.
Для людей с сахарным диабетом или нарушенной толерантностью к глюкозе вследствие стресса, болезни или операции создано специализированное питание Resource®Diabet Plus. Это готовый к употреблению белково-энергетический напиток, порция которого (200 мл) по составу питательных веществ заменяет полноценный прием пищи. Resource® Diabet Plus имеет низкий гликемический индекс, благодаря низкому содержанию углеводов и преобладанию медленных углеводов (90% общего количества). Источником глюкозы и фруктозы является натуральный подсластитель — изомальтоза. Тем не менее 320 ккал, содержащихся в одной бутылочке (200 мл) продукта, вполне способны дать ощущение сытости.
18 г сывороточного белка и казеина, входящие в состав смеси, дают большое количество аминокислот для процессов регенерации, а пищевые волокна Prebio1+ и PHGG защищают кишечную стенку, улучшают работу пищеварительного тракта и местный иммунитет. Высокая концентрация витаминов и минеральных веществ позволяет использовать Ресурс Диабет Плюс в качестве единственного источника питания. 320 ккал, содержащихся в одной бутылочке (200 мл) продукта, достаточно для обеспечения организма необходимой энергией.
Modulen® IBD
Продукт Modulen® IBD создан для пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника. При язвенном колите, болезни Крона и поражениях слизистой другой этиологии Модулен может назначаться на начальных стадиях заболевания в качестве монотерапии. В сочетании с лекарственными препаратами смесь позволяет снизить их дозировку и риск побочных эффектов.
Жировой компонент смеси на 25% состоит из легко усвояемых среднецепочечных триглицеридов, что нивелирует риск мальабсорбции даже при заболеваниях печени, желчного пузыря или поджелудочной железы. Омега-6 и Омега-3 жирные кислоты в соотношении 11:1 оказывают выраженное противовоспалительное действие. Продукт содержит также трансформирующий фактор роста бета-2, который подавляет аутоиммунные реакции и способствует клеточной регенерации.
Модулен помогает добиться ремиссии в 80% случаев. Он подходит взрослым и детям от 5 лет: возможность разведения вещества в любой пропорции позволит адаптировать продукт под нужды разных пациентов. Кроме того для детей показано, что Модулен способствует восстановлению темпов роста, улучшению состояния костной ткани и помогает удлинять период ремиссии.
Peptamen®
Пептамен – калорийное, сбалансированное, легко усвояемое питание для пациентов с резко ограниченной способностью всасывания, в том числе находящихся в тяжелом и критическом состоянии.
За счет гидролизованного белка молочной сыворотки и СЦТ (70% жирового профиля), витаминов и микроэлементов организм не только покрывает энергетический дефицит, но и получает необходимый материал для восстановления поврежденных тканей. Высокий уровень цистеина, ARA и DHA способствует снижению выраженности воспалительных реакций.
Пептамен нормализует микроциркуляцию кишечной стенки и улучшает процессы нормального всасывания.
Продукт существует в форме для взрослых и для детей (Peptamen Junior), в формате готовой смеси для зондового питания и в форме сухой порошковой смеси для приготовления питьевого коктейля, что очень удобно для использования в домашних условиях.
Resource 2.0 + Fibre
Ресурс 2.0 + Файбер ориентирован на пациентов, которые нуждаются в интенсивном питании, богатом белком и калориями. В одной бутылочке, полноценно заменяющей прием пищи, содержится 18 г полноценного молочного белка и 400 ккал энергии. Пищевые волокна в составе продукта помогают восстанавливать микрофлору кишечника, поврежденную из-за проблем с питанием, и улучшают пищеварение. Смесь применяется как при острых (операции, травмы), так и при хронических проблемах. Может использоваться длительное время, например, при лечении и последующем восстановлении при онкологических заболеваниях, хронических заболеваниях в неврологии, затянувшемся восстановлении пожилых людей после операций и травм. Многие пациенты отмечают приятный вкус продукта, три вида которого помогают разнообразить питание.
Resource® Optimum
Ресурс Оптимум ориентирован на пациентов как с острыми, так и с хроническими заболеваниями, нуждающихся в активизации иммунной системы. Регулярный прием смеси помогает нормализовать массу тела и предотвратить потерю белка. Гармоничный состав позволяет назначать Ресурс Оптимум при болезнях почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой, нервной систем. При необходимости продукт может частично или полностью заменить рацион.
Белковый состав смеси (50% белка молочной сыворотки, 50% казеина) обеспечивает восстанавливающийся организм адекватным количеством аминокислот, а пищевые волокна Prebio+ и живые лактобактерии поднимают местный иммунитет, нормализуют работу ЖКТ и состояние кишечной стенки. Продукт содержит весь спектр витаминов и минеральных веществ, необходимых при хронических состояниях.
Ресурс Оптимум выпускается в форме сухой порошковой смеси для приготовления питьевого коктейля, что очень удобно для использования в домашних условиях.
Правильное питание: медицинские аспекты
Профилактика снижения веса немыслима без правильного питания. Термин «правильное питание» сугубо научный и подразумевает такой тип питания, который обеспечит высокую работоспособность организма и сделает его устойчивым к заболеваниям.
Существуют доказанные наукой — биохимией и физиологией — принципы, руководствуясь которыми можно заведомо снизить риск появления избыточного веса.
Правильное питание одинаково полезно
Правильное питание — это физиологическое питание здоровых людей. Такое питание учитывает индивидуальные данные: пол, возраст, особенности пищеварительной системы, психо-эмоциональные характеристики, генетику, экологическое окружение, режим труда и др.
Поэтому правильное питание не может быть одинаковым для всех людей, поскольку каждый человек унаследовал генетические особенности от своих родителей, имеет различный гормональный фон, содержит индивидуальный набор микроорганизмов, с которыми он встречался на протяжении своей жизни и т.д. Медицинское обследование позволяет определить индивидуальные характеристики, а врач объединяет информацию воедино и составляет индивидуализированную карту питания.
Чем меньше обработана углеводистая пища, тем больше от неё пользы
Продукты с разным составом, но одинаковой калорийностью провоцируют разные по скорости обменные процессы. Например, смородина и сок из нее не одинаково повышают уровень сахара крови, так как обладают разным гликемическим индексом. Сок не содержит пищевых волокон, поэтому его сахар быстро попадает в кровь. Избыточный сахар, попавший в организм, откладывается про запас в жировой ткани, способствуя повышению «плохого холестерина».
Частые приемы пищи опасны для здоровья, особенно если есть генетическая предрасположенность к ожирению
Во время приёма пищи, уровень инсулина повышается, поэтому вся глюкоза поступает в клетки. Если промежуток между приемами пищи небольшой, то искусственно создается ситуация повышенной концентрации инсулина в крови. При наличии генов предрасположенности сахарного диабета в такой ситуации обязательно возникнет нечувствительность клеток к инсулину — инсулинорезистентность. Это основа сахарного диабета 2 типа. Поэтому, если есть предрасположенность к избыточному весу или наследственность по сахарному диабету, необходимо стараться питаться не чаще 3 раз в день.
Твердое «ДА» завтраку
Завтрак нельзя пропускать. Отсутствие завтрака провоцирует перекусы, ведет к перееданию и увеличению массы тела. В будущем это может спровоцировать развитие инсулинорезистентности, которая является предиктором преддиабета и сахарного диабета.
Завтрак должен содержать белковый компонент
Для завтрака лучше подходит питательная белковая пища, поскольку концентрация глюкозы и инсулина удерживается на стабильном уровне. Вопреки бытующему мнению каша не так уж хороша. Крупы — это углеводы. Молоко, на котором чаще готовятся каши, содержит быстрый углевод — лактозу. Употребление молочных каш приводит к всплеску инсулина, который быстро метаболизует глюкозу. В результате очень скоро захочется перекусить, скорее сладким, и круг гиперинсулинемии замкнется.
Жиры обязаны нести пользу
В рационе должны присутствовать качественные жиры растительного и животного происхождения. Транс-жиры и насыщенные жиры повышают уровень «плохого» холестерина или холестерина-ЛПНП. Не рекомендуется использовать маргарины и спреды в приготовлении пищи, жарить мясо до образования корки, нагревать животные жиры свыше 100 0 С. Выбирая между растительными жирами лучше отдавать предпочтение ненасыщенным нежели насыщенным.
Голодание — это вклад в копилку здоровья
Периодические голодания являются одной из мощных антивозрастных стратегий. В результате систематических ограничений в еде происходит обновление клеток: клетки избавляются от «клеточного мусора», который может стать причиной повреждений ДНК, старые клетки погибают, на смену им приходят более молодые и здоровые.
Пережевыванию пищи следует уделять достаточно времени
Тщательное пережевывание пищи способствует ее лучшему усвоению и снижает нагрузку на другие отделы желудочно-кишечного тракта. Пищеварение начинается уже в ротовой полости. Поэтому, когда пища долго находится в ротовой полости, все нижележащие отделы и, в частности, желудок успевает подготовится к ее приему и обработке.
Искусство фокусировки внимания
Приём пищи — это своего рода медитация. При переключении внимания на посторонние вещи во время еды, организм тратит колоссальную энергию на обработку информации. Пищеварение становится опосредованным. Пища хуже усваивается, появляется риск переедания.
Выполнение простых советов поможет вам и вашим близким сохранить здоровье на долгие годы.
В каких продуктах содержится клетчатка?
В каких продуктах много клетчатки? Коли уж это растительные волокна, значит, в растительной пище. Это овощи и фрукты, ягоды и зелень… И все же хотелось бы «знать победителей в лицо».
«Сибирская клетчатка» 19.03.2018 15039
В каких продуктах больше клетчатки?
Клетчатка в овощах
Овощи, в которых содержится много клетчатки – это:
Не будем забывать о спарже и свежей зелени, в которых еще и витаминов полно.
Фрукты, богатые клетчаткой
К числу фруктов, богатых клетчаткой, относятся:
Клетчатка и ягоды
Из ягод стоит отметить такие:
Лучше есть ягоды, фрукты и овощи сырыми, так в них будет больше клетчатки. И лучше не чистить яблоки и груши – в кожуре вся польза.
Крупы и клетчатка
Очень много клетчатки во всем цельном – и в цельнозерновом хлебе, и в цельной крупе. Наиболее богатыми клетчаткой считаются:
Клетчатка и грибы
Также клетчатки много в грибах.
В лисичках – около 8 г.
Клетчатка в бобовых
Бобовые – настоящие лидеры по содержанию клетчатки. Речь идет о горохе, фасоли, чечевице, нуте.
Одна чашка отварной фасоли в день – и вы полностью выполнили норму по клетчатке. И не забудьте про чудесный чечевичный супчик!
Сухая клетчатка и отруби
Вот кто настоящие лидеры. В супермаркетах и аптеках есть сухая клетчатка – она производится из оболочки зерновых, в нее добавлены частички овощей, фруктов, ягод.
Сухая клетчатка, а также всевозможные отруби, может заменять килограммы свежих овощей и фруктов.
Включите в свой рацион побольше свежих, неочищенных фруктов, побольше салатов из овощей и зелени. Летом ешьте ягоды прямо с куста. И ваш организм скажет вам спасибо.
Как улучшить обмен веществ?
От скорости и стабильности обмена веществ зависит не только внешний вид человека, но и состояние его здоровья. Ведь от этого процесса зависит, насколько оперативно клетки организма получают необходимые питательные элементы. Обычно люди стремятся нормализовать метаболизм в рамках диеты. Однако его улучшение можно рассматривать и как дополнительный способ лечения различных заболеваний (конечно, в комплексе с основной терапией). Разберемся, что поможет его наладить.
Что такое обмен веществ
В клетках постоянно происходят химические реакции. Под действием ферментов одни поступающие с пищей соединения распадаются, другие – образовываются. Это основа жизнедеятельности любого организма. Совокупность этих реакций и называют обменом веществ или метаболизмом.
Состоит процесс из двух стадий:
Так, под действием гормона инсулина глюкоза распадается на две молекулы лактата (молочной кислоты), углекислый газ и воду. Этот катаболический процесс называется гликолиз. Если в организме глюкозы не хватает (из-за голода), глюкоза может восстанавливаться. Это уже анаболический процесс – глюконеогенез.
Что такое базальный обмен
Это скорость переработки питания в энергию, необходимая для поддержания минимальной жизнедеятельности. Она показывает, сколько калорий необходимо организму, чтобы оставаться здоровым при температуре воздуха 20 градусов по Цельсию и в отсутствие физических нагрузок.
Определяется этот показатель, исходя из:
На базальный обмен приходится до 75% потребляемых калорий. Еще 10% сжигается непосредственно в процессе пищеварения. Остальное уходит во время физических нагрузок.
Почему происходит замедление метаболизма
Чем быстрее протекает обмен веществ в теле человека, тем быстрее перерабатываются поступающие с питанием микроэлементы. Если он замедляется, органы не получают энергию вовремя. А жиры, вместо того чтобы сжигаться, откладываются в виде лишних килограммов. Случается это по разным причинам:
С первыми двумя факторами ничего сделать нельзя. Ускорить метаболизм можно, влияя на все остальные. Здоровый образ жизни – залог нормального обмена веществ. Удастся его наладить – и с фигурой все будет в порядке.
Вредно ли ускорение обмена веществ
Мы выяснили, что замедление химических реакций приводит к тому, что клетки несвоевременно получают питание. Из-за этого начинаются дисфункции разных систем организма. Следовательно, замедленный метаболизм нужно ускорять. Но безгранично это тоже делать нельзя.
Отклонение от нормы в любую сторону полезным не бывает. Люди страдают и от слишком быстрого обмена веществ. У них может быть сниженная масса тела, вплоть до истощения. К тому же скорость метаболических процессов влияет на продолжительность жизни.
Если они протекают слишком быстро, ускоряется и деление клеток. Их ресурс не безграничен. Чем быстрее они завершают цикл деления, тем быстрее человек стареет. Соответственно, продолжительность жизни сокращается. Поэтому нельзя переусердствовать в ускорении обменных процессов.
Методы для ускорения метаболизма
Когда люди хотят похудеть, они не всегда задумываются, что нужно нормализовать обмен веществ. Изнуряя себя физическими упражнениями, но при этом неправильно питаясь, желаемой цели не достичь. А жесткая диета и вовсе может привести к обратному эффекту. Организм в условиях голодания начнет стремительно запасать питательные вещества, и вес только увеличится.
Так что метаболизмом нужно заниматься в первую очередь. Большинство методов доступны в домашних условиях:
Желающим наладить обмен веществ стоит своевременно лечить малейшие сбои эндокринной системы. Главную роль в метаболизме играет щитовидная железа. Ее гипофункция тормозит обменные процессы.
Правильное питание для нормализации обменных процессов
Разумное отношение к собственному питанию позволяет наладить, а при необходимости и восстановить метаболизм. Оно должно быть регулярным, то есть каждый день в одно и тоже время следует съедать примерно одинаковый объем.
Периодичность – не менее трех раз в день, но лучше разделить суточный рацион на пять-шесть приемов. Небольшие порции быстрее перерабатываются, и клетки не испытывают голодания в течение дня.
Последний прием пищи должен быть не позднее, чем за три часа до сна. У спящего обмен веществ замедляется естественным образом, поэтому нельзя давать организму лишнюю нагрузку. Мифическое правило «не есть после шести» принесет лишь вред, если человек не ложится спать в 21:00. Голод будет ощущаться острее, и организм перейдет в режим накопления запасов.
Продукты, улучшающие обмен веществ
Важно не только, как питаться, но и чем. Отдельные продукты способны решить проблемы, нарушающие нормальный обменный процесс. Рассмотрим, откуда можно получить элементы, необходимые для эффективного метаболизма.
ЭлементПродукты, из которых их можно взятьБелок
Какие продукты лучше исключить
Если есть продукты, ускоряющие метаболизм, то есть и те, что его замедляют. Желающим нормализовать процесс, лучше отказаться от употребления:
Наиболее спорные продукты – это сырые овощи. С одной стороны, они богаты микроэлементами, важными для насыщения клеток. С другой – способны тормозить обменные процессы из-за содержащейся в них растительной клетчатки.
Для достижения баланса диетологи рекомендуют часть овощей варить. Сырыми можно смело употреблять те, в которых содержатся углеводы, витамины, железо. А те, где ускорителей метаболизма нет, лучше отварить.
Как улучшить обмен веществ и похудеть
Метаболические нарушения часто становятся причинами появления лишнего веса. Отложение жира и набор мышечной массы – это схожие анаболические процессы. Различаются они с катаболической точки зрения. Ускорение расщепления полезно для похудения, но становится препятствием для наращивания мышц.
Поэтому спортсменам рекомендуют замедлять метаболизм, а тем, кто стремится похудеть, напротив, его нужно ускорять. В этом помогают:
Иногда, чтобы восстановить форму, достаточно скорректировать метаболические процессы. Это поможет похудеть без разрушающих здоровье диет и нагрузок на пределе сил. Однако это подействует в отношении здорового человека.
Препараты, ускоряющие метаболизм
Отметим сразу: не стоит пытаться наладить обмен веществ медикаментозным путем без помощи эндокринолога. Все препараты так или иначе связаны с гормонами. Бесконтрольный прием может нарушить баланс.
Назначая препараты, которые улучшают метаболизм, врач стремится вылечить заболевание, которое его замедлило (гипофункция щитовидной железы, дефицит кальция, йода и другие). Также существует группа медикаментов, стимулирующих обменные процессы, – метаболики:
В эту же группу можно отнести ферменты и антиферменты. Их прием восполняет дефицит или снижает повышенную концентрацию катализаторов, необходимых для протекания обменных процессов.
Что будет, если не устранять метаболические нарушения
Восстанавливать обмен веществ необходимо не только для того, чтобы похудеть. Лишний вес – это лишь одна из возможных угроз. Хотя и он впоследствии приводит к разнообразным заболеваниям.
Само нарушение метаболизма ведет к недополучению организмом требуемых веществ. В результате растет риск:
В идеале лучше вообще не допускать метаболических нарушений. Есть много способов их профилактики, что под силу любому человеку. Но на некоторые причины таких отклонений мы повлиять не можем (наследственность или возраст). Поэтому стоит внимательно прислушиваться к сигналам организма, чтобы распознать замедление обмена веществ на ранних этапах.
Как понять, что пора улучшать метаболизм
Знать, как улучшить обмен веществ в организме, полезно. Но не менее важно уметь распознать, когда это необходимо. Тело само подскажет, что недополучает полезные элементов, через:
Не стоит думать, что это пройдет само или что это нестрашно. Лучше сразу обратиться к эндокринологу и сдать анализы. Основной акцент делается на биохимический анализ крови и тесты на концентрацию гормонов. Каких именно – подскажет врач на основе сопутствующих симптомов. Далее возможны консультации со смежными специалистами: гинекологом, гастроэнтерологом, гематологом, ревматологом.
Токарева Людмила Георгиевна, врач-терапевт медицинских кабинетов 36,6
ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ, ПЕРЕД ПРИМЕНЕНИЕМ НЕОБХОДИМО ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТОМ
Нутригеронтология: питание vs. старение
Автор
Редакторы
Продолжительность жизни и количество людей старше 60 лет неуклонно растет во всем мире. Вместе с этим возрастает и уровень возрастных заболеваний. Однако система сбалансированного питания, позволяющая отсрочить развитие болезней и замедлить старение, до сих пор не разработана. Стоп. А разве при помощи пищи можно повлиять на процессы старения? Этими вопросами и занимается нутригеронтология. Ну а о нутригеномике шла речь в первой части этой статьи.
Старение и долголетие
Цикл статей, задуманных в рамках спецпроекта «биомолекулы» для фонда «Наука за продление жизни».
В этом цикле рассмотрим общие проблемы старения клеток и организмов, научные подходы к долголетию и продлению здоровой жизни, связь сна и старения, питания и продолжительности жизни (обратимся к нутригеномике), расскажем про организмы с пренебрежимым старением, осветим темы (эпи)генетики старения и анабиоза.
Конечно, феномен старения настолько сложен, что пока рано говорить о радикальных успехах в борьбе с ним и даже о четком понимании его причин и механизмов. Но мы постараемся подобрать наиболее интересную и серьёзную информацию о нащупанных связях, модельных объектах, разрабатываемых и уже доступных технологиях коррекции возрастзависимых нарушений.
Краткое содержание спецпроекта освещено в видеоролике «Стареть или не стареть? // Всё как у зверей». Подробности же узнаете из наших статей.
Следите за обновлениями!
Введение
Старение проявляется как постепенное ухудшение физиологических функций: ослабляется защита иммунной системы, уменьшается мышечная масса, возникают нарушения работы мозга и сердечно-сосудистой системы. До недавнего времени казалось, что процесс старения не поддается контролю. Однако, в последние десятилетия в биогеронтологии — науке о старении — был сделан ряд важных открытий. Ученые давно догадывались, что доступные глазу признаки старения — это последствия незаметных изменений на уровне клеток и молекул, но выяснить, какие же это молекулярные изменения, удалось совсем недавно [1]. На данный момент выделяют девять клеточно-молекулярных признаков старения, общих для различных организмов. К этим признакам относят (рис. 1):
Рисунок 1. Молекулярные признаки старения.
Эксперименты в области биогеронтологии и анализ человеческих популяций долгожителей выявили любопытные взаимосвязи между типом питания и продолжительностью жизни. И сейчас по всему миру проводятся исследования, нацеленные на подбор оптимального рациона, который мог бы замедлить процессы старения и развитие возрастных болезней. В связи с этим возникла новая отрасль в науке — нутригеронтология. Давайте подробнее остановимся на молекулярных механизмах старения и рассмотрим, как пища и ее биоактивные компоненты воздействуют на эти процессы. Ну, в более общем виде вопрос связи питания с нашим здоровьем и — более того, с работой генов — затронут в первой части этой статьи: «Нутригеномика: питание vs. заболевания» [8].
Молекулярные признаки старения и пища
Сигнальные пути энергетического баланса
О практических аспектах изучения таких сигнальных путей как mTOR, а также веществ, потенциально продлевающих жизнь, можно будет прочитать в книге-стратегии Longevity Cookbook, готовящейся при содействии фонда «Наука за продление жизни». Первая глава книги уже опубликована в интернете (правда, пока только на английском языке): «Longevity Cookbook: Pharmacological Extension of Lifespan». — Ред.
Рисунок 2. Взаимосвязь IIS- и mTOR-сигнальных путей. Сигнал от инсулинового рецептора (он же рецептор фактора роста) распространяется по клетке и активирует белок mTOR, что приводит к сборке двух функциональных комплексов: mTORC1 и mTORC2. В свою очередь комплекс mTORC1 может ингибировать субстрат инсулинового рецептора (insulin receptor substrate, IRS). mTOR также активируется аминокислотами, поэтому высокая концентрация аминокислот в крови снижает чувствительность клеток к инсулину.
Забавно, что родственный ему рецептор играет совсем другую роль — чувствует щелочь в окружающей среде: «Рецептор „нетрадиционной ориентации“» [11]. — Ред.
Сложные углеводы (клетчатка, крахмал) перевариваются постепенно, не вызывая сильного роста уровня сахара в крови и резких выбросов инсулина, в то время как простые углеводы (сахароза, глюкоза) приводят к скачку сахара в крови уже через 10–15 минут после употребления, что провоцирует выработку инсулина. Для того, чтобы оценить насколько возрастает уровень сахара в крови после потребления того или иного продукта, были введены такие параметры как гликемический индекс и гликемическая нагрузка. Например, выпечка и сладости имеют высокий гликемический индекс, так как содержат большое количество простых сахаров. Рацион с высокой гликемической нагрузкой стимулирует сигнальные пути IIS и mTOR, что в долгосрочной перспективе неблагоприятно сказывается на здоровье. Согласно исследованиям, питание с высоким гликемическим индексом/нагрузкой повышает риск таких возрастных заболеваний как диабет II типа и сердечные приступы [12]. В то время как соблюдение диеты с низкой гликемической нагрузкой (например, диеты, основанной на овощах), наоборот, благотворно сказывается на здоровье и даже способно обратить диабет II типа. А ограничение калорийности в течение долгого времени (при сохранении на нормальном уровне всех необходимых организму веществ) значительно замедляет старение сердечно-сосудистой системы и скелетной мускулатуры у людей [13].
Белок mTOR — ключевой регулятор клеточного роста и метаболизма. mTOR расположен в цитоплазме, активируется он аминокислотами и функционирует в двух различных комплексах: mTORC1 (mTOR complex 1) и mTORC2 (mTOR complex 2). Комплекс mTORC1 хорошо изучен, он собирается при поступлении сигналов от питательных веществ и рецепторов инсулина, факторов роста. mTORC1 способствует синтезу белков, подавляет аутофагию и регулирует метаболизм глюкозы (рис. 3). mTORC2 также собирается при запуске IIS и mTOR, но приводит к ингибированию транскрипционного фактора FOXO3. Поскольку mTOR активируется аминокислотами, то их невысокое содержание в пище способно увеличить продолжительность жизни. Например, мыши, содержащиеся на низкобелковой диете, живут гораздо дольше мышей с высокобелковой диетой (150 недель против 100 недель) [12].
Рисунок 3. Схема комплексов mTORC1 и mTORC2 и их функции в клетке.
Ограничение в употреблении только незаменимых аминокислот тоже сказывается на долголетии. Так, у крыс ограничение по метионину увеличивает срок жизни, а рацион с высокой концентрацией этой аминокислоты ускоряет старение сосудов. Как же можно использовать эти знания по отношению к людям? Во многих культурах красное мясо — важный источник белков в рационе. Недавние исследования показали, что существует зависимость между степенью употребления мяса и уровнем сердечно-сосудистых заболеваний, диабета II-го типа, рака и смертности от всех случаев. Однако следует признать, что вклад в повышенный уровень смертности от потребления мяса вносит не только белковая составляющая. Дело в том, что мясо, особенно жареное или копченое, содержит достаточно большое количество различных веществ, негативно влияющих на здоровье. А вот корреляции между употреблением растительных белков и уровнем смертности найдено не было, что обусловлено аминокислотным составом растительных белков, которые содержат меньше метионина и цистеина [12]. Исследования выявили также, что люди, употребляющие мало белков (менее 10% от суточных калорий), имеют низкий уровень IGF1 и сниженный риск развития рака и смерти от всех случаев [12]. Однако пожилым людям старше 65 лет рекомендуется повысить количество белка в пище, чтобы предотвратить потерю массы и чрезмерного снижения уровня IGF1 и других важных факторов [14].
Каким же образом активация путей IIS и mTOR вносит вклад в фенотип старения? Постоянная стимуляция IIS и mTOR ведет к сокращению жизни и высокому риску возраст-зависимых заболеваний через снижение аутофагии, нарушения в функционировании митохондрий, повышение агрегации белков (так как TOR ведет к образованию белков) и уровня воспаления (рис. 4) [12]. Поэтому излишек углеводов и белков в рационе способствует атеросклерозу, остеопорозу, нейродегенеративным заболеваниям, раку, нечувствительности к инсулину. Подобные механизмы вписываются в парадигму, согласно которой процесс старения — это следствие чрезмерной стимуляции клеток во взрослом организме посредством постоянной «бомбардировки» питательными веществами, ростовыми факторами и митогенными стимулами.
Рисунок 4. Влияние ограничения калорий и белков в рационе на физиологию клеток и организма.
Утрата белкового гомеостаза
Белковый гомеостаз в клетке поддерживается за счет двух разнонаправленных процессов: механизмов корректной сборки белков (и их последующей стабилизации) и механизмов деградации белков с нарушенной структурой (протеолиз). Если в данных процессах происходит сбой, то белки агрегируются, что приводит к развитию нейродегенеративных заболеваний [15]. Белки теплового шока (БТШ) восстанавливают нарушенную структуру белков, и при стрессе (тепловом или химическом) уровень БТШ в клетке возрастает (рис. 5). Синтез БТШ, индуцируемый стрессом, с возрастом значительно снижается [16], и это сказывается на продолжительности жизни. Белок SIRT1 в клетках млекопитающих инициирует синтез БТШ [17], а активность SIRT1 повышает ресвератрол, содержащийся в клюкве и винограде.
Рисунок 5. Поддержание белкового гомеостаза. Стресс в клетке (тепловой или химический) приводит к нарушениям в структуре белков. В норме такие «поломанные» белки либо восстанавливают утраченную структуру при помощи белков шаперонов, либо утилизируются в протеасомах/аутофагосомах. Но если в системах утилизации-сборки происходит сбой, то белки агрегируются и ухудшают работу клетки. Это способствует старению и развитию нейродегенеративных заболеваний.
Эффективность двух основных протеолитических систем — аутофагосомной (или лизосомальной) и протеасомной — также падает с возрастом. Активация аутофагосом замедляет клеточное старение и продлевает жизнь у ряда модельных организмов. Спермидин, содержащийся в грибах, цельных зернах и бобовых, запускает процессы аутофагии, и его добавление в пищу способствует долголетию у червей, мушек и мышей [18], [19].
Нарушение белкового гомеостаза и усиление провоспалительных процессов провоцируют конечные продукты гликирования (неферментативной реакции присоединения углеводов к аминокислотам в составе белка). Высокий уровень конечных продуктов гликирования (advanced glycolation products, AGEs) в тканях вызывает окислительный стресс и воспалительные процессы, так как AGEs связываются с поверхностными клеточными рецепторами, запускают воспалительный NF-kB-сигнальный путь, а также изменяют структуру и функции белков [20], [21]. Полученные данные показывают, что снижение количества AGEs в пище замедляет развитие хронических болезней и старения у животных и, видимо, у человека. Овощи, фрукты, зерновые, бобовые, молоко и хлеб содержат мало AGEs, в то время как в твердых сырах, говядине, свинине и птице количество AGEs высоко [21].
Стабильность генома
Накопленные повреждения в ДНК в течение жизни — один из базовых признаков старения. Целостность и стабильность генома постоянно находятся под угрозой из-за воздействия как внешних (химических и биологических агентов), так и внутренних факторов (ошибок при удвоении ДНК, активных форм кислорода). Генетические повреждения могут затрагивать важные биохимические пути в клетке и нарушать их работу, что особенно критично в случае стволовых клеток. В поддержании геномной стабильности рацион играет более существенную роль, чем считалось ранее. Витамины группы B (B3, B9, В12), цинк и магний необходимы для нормального синтеза ДНК, ее метилирования и коррекции ошибок, поэтому даже незначительный недостаток этих веществ в организме сказывается на геномной стабильности и приводит к повышению уровня спонтанных хромосомных повреждений [22]. Однако современные нормы для витаминов и минералов установлены для профилактики дефицитов, а не для минимизации повреждений в ДНК [22]. Употребление этих витаминов особенно важно при дефектах в их абсорбции/метаболизме, которые обычно наблюдаются в пожилом возрасте. Поэтому после пятидесяти лет рекомендовано употреблять пищу с повышенным содержанием B12 и B9 [22]. Людям, соблюдающим веганскую диету, также необходимы специальные витаминные добавки, так как B12 содержится только в продуктах животного происхождения.
Длина теломер
Теломеры — концевые участки хромосом, длина которых сокращается при каждом делении клетки. Теломеры связаны с мультибелковым комплексом — шелтерином, который препятствует их слипанию. Шелтерин не даёт доступ к ДНК системам репарации, которые распознавали бы концы хромосом как разрывы в ДНК и соединяли бы их друг с другом. Из-за ограниченной репарации, произошедшие в теломерах повреждения относительно устойчивы и способны индуцировать остановку клеточного деления и/или апоптоз клетки [23], [24]. Для предотвращения повреждений и поддержания нормальной длины теломер необходимы витамины B3 и B9 [25]. С длиной теломер положительно коррелирует употребление омега-3-полиненасыщенных жирных кислот [25], [26].
Эпигенетические изменения
Эти изменения могут передаваться следующим поколениям и влиять на фенотипы детей и внуков. Подробнее о том, что такое эпигенетика, какие бывают эпигенетические модификации и существуют ли препараты для лечения эпигенома, рассказано в статьях: «Старение и долголетие: эпигеном раскрывает тайны», «Эпигенетика: невидимый командир генома» и «Пилюли для эпигенома» [5], [30], [31]. — Ред.
Рисунок 6. Эпигенетические изменения, происходящие с возрастом.
Генистеин, выделенный из сои, индуцирует установление определенных гистоновых модификаций (метилирование H3K27 и H3K9), уровень которых с возрастом падает [29]. А один из эффектов ресвератрола, содержащегося в клюкве, голубике, винограде и красном вине, — повышение активности белка SIRT1, участвующего в модифицировании гистонов. Белки сиртуины, которые относятся к семейству НАД-зависимых деацетилаз (т.е. снимают ацетильную метку с гистонов), широко изучаются как потенциальные факторы, препятствующие старению. Повышенная экспрессия SIRT1 у млекопитающих улучшает показатели здоровья в старческом возрасте (продолжительность жизни при этом не возрастает) [32]. Помимо этого, для SIRT6 были получены убедительные доказательства его активности на длину жизни у млекопитающих [33]. И недавние эксперименты показали, что свободные жирные кислоты (олеиновая, линоленовая, миристиновая) в физиологических концентрациях повышают активность SIRT6 [34].
Митохондриальные нарушения
Митохондрии — главные энергетические станции клетки, они окисляют поступающие питательные вещества, преобразуя их в энергию в виде АТФ [35]. При окислении веществ в митохондриях неизбежно образуются кислородные радикалы (активные формы кислорода — АФК), которые повреждают клеточные структуры [36], [37]. Ранее считалось, что митохондриальные повреждения способствуют старению именно из-за повышенной продукции АФК. Однако данные последних лет ставят эту гипотезу под сомнение. Нарушения в митохондриях, независимо от уровня АФК, приводят к апоптозу клеток и повышению воспалительных реакций [38]. Дисфункция митохондрий с возрастом возникает по нескольким причинам. Во-первых, снижается образование новых митохондрий (митохондриогенез) из-за повреждений в ДНК и укорочении теломер. Кроме того, в митохондриальной ДНК накапливаются мутации из-за богатого АФК окружения и ограниченной эффективности систем репарации в митохондриях (по сравнению с ядром) [7]. Все тот же белок SIRT1 активирует митохондриогенез, увеличивает антиоксидантную защиту клетки [39] и способствует удалению поврежденных митохондрий через процесс аутофагии [40]. Существует и другой способ улучшения работы митохондрий. Известно, что мягкие токсины провоцируют в клетке защитные реакции, из-за чего она менее подвержена воздействию различных неблагоприятных факторов. В ответ на слабые митохондриальные яды, к числу которых принадлежит и ресвератрол [41] (содержащийся, напомним, в винограде, голубике и клюкве), в клетке активируются гены митохондриального контроля, обеспечивающие целостность митохондрий и их функциональность [42].
Клеточное старение, изменения в межклеточной коммуникации и истощение стволовых клеток
Истощение стволовых клеток и изменения в межклеточной коммуникации — главные «виновники» фенотипа старения: хрупкости костей, сокращения мышечной массы, ослабления иммунной системы и пр. Одна из причин развития данных признаков старения — клеточное старение или остановка деления. Клеточное старение индуцируется укорочением теломер, повреждениями в ДНК или нарушениями в сигналах клеточного деления. При этом стареющие клетки секретируют специфические молекулы (провоспалительные цитокины и металлопротеиназы), которые ускоряют старение окружающих клеток, а также инициируют воспалительные реакции [43], [44]. Из-за истощения стволовых клеток падает уровень иммунных клеток и наблюдаются дефекты в их активации [45]. В сумме это приводит к ослаблению иммунной защиты, усилению провоспалительных реакций и запуску воспалительного сигнального пути NF-kB.
Но некоторые функции иммунной системы можно восстановить при помощи питания. Так, повышенные дозы витамина E способны усилить функции Т-клеток у пожилых людей; поступление вместе с пищей аминокислоты триптофана и клетчатки благоприятно воздействует на структуру и функции кишечной микрофлоры и, соответственно, на секрецию ей факторов, которые регулируют множество воспалительных и метаболических путей (рис. 7) [13]. Кишечная микрофлора вырабатывает особые молекулы, помогающие делению и дифференциации регуляторных T-клеток (а регуляторные Т-клетки играют важную роль в контроле воспаления и аутоиммунных реакций) [46], [47]. Анализ популяций выявил сильную взаимосвязь между диетой и составом микрофлоры, и между составом микрофлоры и заболеваемостью, а также уровнем воспаления у пожилых людей [48]. Манипуляции с составом кишечной микрофлоры представляются еще одним эффективным способом увеличения продолжительности жизни и улучшения самочувствия в старости [48], [49].
Рисунок 7. Влияние микрофлоры на иммунитет и воспаление. Микрофлора снижает уровень воспаления несколькими способами. Во-первых, кишечная микробиота продуцирует короткие жирные кислоты (short-chain fatty acid, SCFA), которые способствуют делению и поддержанию регуляторных Т-клеток. SCFA также стимулируют выработку слизи бокаловидными клетками; усиливают целостность эпителиального барьера. Во-вторых, нормальная микрофлора вытесняет патогенные бактерии, не давая им размножаться. В-третьих, сегментированные филаментные бактерии способствуют развитию T-хелперов 17, участвующих в защите от внеклеточных патогенов.
Вывод
Дальнейшие исследования в области биогеронтологии помогут в будущем разработать комплексную систему мер, направленную на увеличение продолжительности жизни и продление молодости. Важным пунктом такой стратегии, несомненно, будет составление адекватных рекомендаций по питанию. Возможно, в будущей диете «Мафусаил» углеводы, белки и жиры будут доставляться в организм в форме, минимально активирующей пути IIS и mTOR, или найдут вещества, «симулирующие» эффект голодания. Но на сегодняшний день первоначальные причины старения до сих пор не ясны, и наиболее зарекомендовавшими себя типами питания являются средиземноморская и окинавская диеты [26]. Общие аспекты данных диет таковы: высокое потребление цельных зерновых, бобовых, рыбы и морепродуктов, фруктов и овощей; умеренное потребление молочных продуктов (в основном, сыр и йогурт) и вина; низкое потребление красного мяса, мяса птицы и сладостей (рис. 8). Множество исследований подтвердило взаимосвязь между соблюдением средиземноморской диеты и долголетием, а также сниженным риском развития патологий [50], [51], а жители острова Окинавы отличаются наивысшей продолжительностью жизни.
Рисунок 8. Средиземноморская диета. Крупы, бобовые, овощи, оливковое масло и морепродукты — главные составляющие средиземноморского рациона. Не менее важным аспектом является наслаждение прогулками и трапезой с друзьями.