Вічна молодість | Журнал Популярна Механіка

1. Все, що не вбиває
2. Зарядка для імунітету
3. Коли менше дає більше
4. Здоров'я на десерт
5. Не пий пиво, не їж м'ясо
6. вік рекордів
7. 100 років - не межа

Віра в здоровий спосіб життя завжди допомагала людям зберегти хороше самопочуття до самого поважного віку. Однак одна справа вірити, а інше - знати. Тільки в останні десятиліття вчені змогли описати конкретні біохімічні механізми, завдяки яким низькокалорійне харчування і фізичні навантаження перешкоджають старінню і продовжують молодість.

Останні два десятиліття значних зусиль біохіміків і геронтологів були спрямовані на те, щоб пояснити природу старіння, а також на пошук ефективних засобів, що продовжують молодість. Були відкриті десятки невідомих раніше речовин, що грають важливу роль в регуляції наших внутрішніх процесів. Серед них гормон лептин, який контролює жирові запаси, «хранитель генома» білок р53, що видаляє з організму «хворі» клітини, або фермент теломераза, що нарощує укорочені теломери - кінцеві відрізки хромосом.

Ці відкриття дозволили більш-менш точно пояснити природу виникнення майже всіх вікових хвороб: атеросклерозу, діабету, хвороби Паркінсона та ін. Але, незважаючи на помітне розуміння вікових процесів в нашому організмі, до сих пір так і не вдалося створити будь-яких ефективних фармакологічних засобів , що продовжують молодість.

Після додаткових досліджень вченим стало зрозуміло, в чому полягає головна складність ефективного втручання в процеси старіння. З'ясувалося, що речовини, активність яких в боротьбі зі старінням слід придушувати (такі як вільні радикали), багатофункціональні. Всі вони мають як негативну, так і позитивну сторону свого впливу. Наприклад, білок цитохром здатний запускати процес клітинної «смерті». І одночасно він же є важливим складовим енергетичних процесів. Така ж ситуація характерна і для інших речовин.

Метаболічні шляхи гормезису Надлишок нутрієнтів - речовин, що входять до складу харчових продуктів і використовуваних організмом для забезпечення життєдіяльності, - і не раз, а зло. Велика кількість глюкози або вільних жирних кислот викликає порушення синтезу білків.

По всій видимості, за мільйони років еволюції сформувалася цілісна надчутлива система підтримки життя, втручатися в яку людині поки не під силу. Невдачі з пошуком фармакологічних засобів проти старіння звернули увагу фахівців на більш традиційні методи зміцнення здоров'я. Так з'явилися численні дослідження про вплив дієти і фізичних навантажень на організм. Стало ясно, що зміна раціону і заняття спортом можуть істотно допомогти людині прожити довге і здорове життя.

Все, що не вбиває

Доброчинна дія дієти і спорту складається з декількох складових, одна з них - підвищення активності так званих білків теплового шоку, викликане навантаженнями і низькокалорійною дієтою. Це група висококонсерватівних білків, які збереглися в процесі еволюції у всіх живих організмів - від найпростіших до людини. Вони починають активно діяти щоразу, коли організм перебуває у стресовому стані.

Як видно з назви, ці білки були відкриті під час досліджень адаптивного відповіді організму на підвищення температури. І хоча пізніше з'ясувалося, що вони мають безліч функцій, найбільший інтерес вчених викликає їх здатність надавати захисну дію на клітини. Ця дія, викликане помірним стресом, допомогло зрозуміти механізм, який отримав найменування гормезис.

Гормезисом в науковій літературі називають ефект посилення захисних функцій організму у відповідь на невеликий стрес. Відомий цілий ряд факторів, здатних запускати механізм гормезису. Серед них - недоїдання, малі дози алкоголю, радіації і токсинів, нагрівання та охолодження і інші.

Можливо, першим, хто звернув увагу широких мас на феномен гормезису, був німецький філософ Фрідріх Ніцше. У всякому разі, саме йому приписують знамениту фразу, яку він сказав, щоб виправдати свою звичку до міцних напоїв: «Що не вбиває, то робить нас сильнішими». Але, так як пияцтво ще нікого не зробило сильніше, Ніцше закінчив свої дні, не доживши і до 60 років.

Хоча сам термін «гормезис» був введений в науковий обіг ще в далекому 1943 році, сьогодні вивчення цього явища отримало новий імпульс. З'ясувалося, що обмеження калорій разом з нагріванням в лазні, загартовуванням та фізичними навантаженнями запускає в організмі цілий ряд корисних адаптивних реакцій.

Зарядка для імунітету

Під впливом факторів стресу білок теплового шоку Hsp70 виходить з клітки в позаклітинний простір, стимулюючи підвищення активності імунних клітин. Відбувається це тому, що наші імунні клітини сприймають будь-які сторонні об'єкти як загрозу для організму. Під впливом Hsp70 здійснюється своєрідне тренування імунної системи.

Крім того, білки теплового шоку мають властивості так званих шаперонов. Це група спеціалізованих білків, які забезпечують правильну «збірку» з амінокислот знову синтезованих білкових структур, так само як і відновлення старих.

Ще одним захисним механізмом, що виникають у відповідь на обмеження калорій і фізичні навантаження, виступає підвищення антиоксидантної активності. Сьогодні всім добре відомо, що антиоксиданти - це речовини, які захищають наш організм від дії вільних радикалів кисню. Вчені з'ясували, що з віком може відбуватися ослаблення антиоксидантного захисту і збільшення пошкоджень, викликаних вільними радикалами. Це явище отримало назву оксидативний (окислювальний) стрес.

Регулярні фізичні навантаження можуть надавати тренувальний ефект на антиоксидантну систему. Це питання було добре вивчений угорськими дослідниками, Ж. радаками з колегами. Вони показали, що під час тренувань, коли споживання кисню зростає, в організмі підвищується і кількість вільних радикалів, а вони, в свою чергу, стимулюють підвищення активності антиоксидантів. Таким чином, кожен раз, коли людина бігає або крутить педалі, антиоксидантна система активізується і отримує гарне тренування. Завдяки цьому організм зможе краще протистояти підвищеному кількості вільних радикалів під час хвороб і старості.

Коли менше дає більше

Обмежена за кількістю калорій дієта покращує процес, за допомогою якого ми отримуємо енергію для підтримки життя - окисне фосфорилювання в мітохондріях. Доведено, що з віком здатність мітохондрій виробляти енергію різко падає. Все це добре знають: згадаймо, як швидко втомлюються люди похилого віку. За даними, отриманим японським дослідником Т. Озава, кількість дефектних мітохондрій у старих людей може досягати 90%. Разом з падінням вироблення енергії такі дефектні мітохондрії стають головною причиною посилення оксидативного стресу, так як саме в них виробляється основна кількість вільних радикалів.

З'ясувалося, що обмеження калорій сприяє прискореному оновленню мітохондрій. Цей процес носить назву мітохондріальний біогенез. Тут ми можемо спостерігати цікавий парадокс: людина, яка менше їсть, буде мати більше енергії, ніж об'їдатися делікатесами гурман. А вся справа в тому, що насичені жирні кислоти, що містяться в м'ясних і молочних продуктах, в підвищених кількостях порушують процес окислення і фосфорилювання, не даючи основному носію енергії, аденозинтрифосфорній кислоті (АТФ), накопичуватися в клітинах. Під впливом жирів протонний потенціал, необхідний для синтезу АТФ, весь розсіюється, перетворюючись в тепло. Тому люди з зайвою вагою так швидко втомлюються і легко переносять холод.

Таке ж сприятливу дію роблять на мітохондрії і фізичні навантаження. Під їх впливом підвищується рівень одного білка зі складною назвою, схожим на ім'я далекої галактики - PPAR-Gamma Coactivator-1 alpha (скорочено - PGC-1α). Саме PGC-1α сприяє тому, що мітохондрії у активних людей, що займаються спортом, швидше оновлюються і виробляють більше енергії.

Рівень PGC-1α швидко піднімається у відповідь на роботу м'язів і так само швидко падає після закінчення навантаження. Але у тих людей, які навантажують свої м'язи регулярно, відбувається постійне підвищення рівня PGC-1α. Завдяки цьому енергія, яку витрачає людина під час пробіжок або занять в спортзалі, завжди заповнюється з надлишком, з деяким запасом. І відбувається це тому, що після кожного тренування наші мітохондрії чудесним чином омолаживаются.

І ось що примітно: через фізичних навантажень прискорено оновлюються мітохондрії не тільки в м'язах, але і в клітинах мозку. І цей факт дозволив вченим припустити, що регулярні тренування і обмеження раціону можуть бути засобом профілактики проти вікових нейродегенеративних хвороб. Були виявлені відразу кілька захисних факторів для нервових клітин, дія яких дає людині непогані шанси уникнути поширених вікових патологій мозку, таких як хвороби Альцгеймера і Паркінсона.

Здоров'я на десерт

Благотворний ефект низькокалорійної дієти пов'язують ще й з тим, що зниження калорійності раціону відбувається в основному за рахунок обмеження самих калорійних продуктів. У тому числі і тих, які містять рафінований цукор, що викликає різке підвищення глюкози в крові. Як добре відомо біологам, глюкоза - це зовсім не нешкідливе, а дуже агресивне речовина, здатне пошкоджувати клітини нашого організму. Саме тому хворі на діабет довго не живуть, вмираючи від внутрішніх пошкоджень, викликаних дією глюкози. У науковій літературі існує спеціальний термін - «глюкозотоксичность».

У 2000 році американські вчені з лабораторії ендокринології, діабету і метаболізму Університету в Буффало давали групі здорових людей випити розчинену у воді глюкозу, після чого брали у них кров на аналіз. Протягом трьох годин після прийому глюкози в організмі відбувався розвиток запальної реакції, підвищувалися рівні викликають запалення речовин, а також вільного радикала супероксиду. У той же час сильно падав рівень одного з антиоксидантів, вітаміну Е. Тобто організм реагував на різкий стрибок глюкози в крові точно так же, як на чужорідну інфекцію.

Ефект глюкозотоксичности характерний лише для рафінованого цукру. Коли людина з'їдає вівсянку або овочі, глюкоза надходить у кров невеликими порціями і поступово. Завдяки цьому організм в стані її нормально засвоїти. У світлі цих фактів стає зрозумілим, чому зменшення в раціоні солодощів неминуче призводить до зміцнення здоров'я.

Не пий пиво, не їж м'ясо

Зниження споживання м'яса і таких жирних молочних продуктів, як сметана, сир і вершкове масло, також має виражений оздоровчий ефект. Він пов'язаний з амінокислотою метіоніном і пальмітинової жирними кислотами.

З'ясувалося, що надлишок метіоніну якимось чином може підвищувати кількість вільних радикалів. Цей феномен вперше був добре вивчений іспанськими дослідниками Р. Памплоні і його колегами: «Ми виявили вперше, що обмеження метіоніну значно зменшує виробництво мітохондріальних реактивних форм кисню і знижує окисне пошкодження мітохондріальної ДНК». Серія наступних досліджень підтвердила це відкриття. Саме зі зменшенням кількості метіоніну багато вчених пов'язують корисну дію релігійних постів.

вік рекордів

У листопаді 2010 року в газеті The New York Times вийшла велика стаття під заголовком «Неймовірна літаюча 90-річна бабуся». Головною героїнею цієї статті стала канадка Ольга Котелько, дочка українських емігрантів-переселенців. Олімпійська чемпіонка з легкої атлетики в найстаршій віковій категорії почала займатися спортом, коли їй було вже далеко за сімдесят. Незважаючи на скромні дані (її зріст - всього 150 см), Ольга Котелько завдяки наполегливим тренуванням почала показувати дивовижні результати і незабаром стала світовим рекордсменом. Коли цю жінку виповнився 91 рік, нею зацікавилися канадські вчені. Після ретельних обстежень вони не знайшли в її організмі ніяких істотних вікових змін. Дев'яносторічна рекордсменка була так само здорова, як і більшість молодих людей. Настільки дивне продовження молодості вчені могли пояснити тільки одним - регулярними фізичними навантаженнями.

Пальмітинова кислота накопичується в організмі людей, які їдять занадто багато жирних продуктів, і стає причиною загибелі клітин. В ході досліджень останніх років встановлена ​​пряма здатність пальмітинової кислоти запускати процес самознищення клітини - апоптоз. Надлишок цієї кислоти призводить також до накопичення в клітинах мозку β-амілоїдного білка, головного винуватця виникнення такої важкої патології, як хвороба Альцгеймера.

На думку одного з найавторитетніших фахівців з атеросклерозу, російського біолога В.Н. Титова (Інститут клінічної кардіології, Москва), високий вміст пальмітинової кислоти в їжі стає основною причиною виникнення хвороб серця і судин, а також жирової хвороби печінки і діабету. Зрозуміло, що якщо скоротити в раціоні надмірно жирні продукти, багаті пальмітинової кислотою, то організм скаже нам спасибі.

Важливу роль в корисну дію спорту і дієти відіграють такі речовини, як АМФ-активована протеинкиназа (АМФК) і білки сиртуїн. Вони тісно пов'язані між собою, і їх рівень підвищується, як тільки в клітинах відбувається зменшення запасів енергії. Зрозуміло, що ці запаси зазвичай зменшуються від регулярних тренувань і обмеження раціону. І як тільки таке відбувається, АМФК разом з сиртуїн запускають цілий ланцюг послідовних і дуже корисних для організму реакцій. Так, під їх впливом активується процес аутофагії - очищення клітин від пошкоджених структур. Одночасно з цим пригнічується згубна вікова активність білка mTOR, безпосереднього винуватця багатьох відхилень у літньому віці.

Нарешті, гормезис може протидіяти розвитку запальних реакцій, властивих літньому віку і різних патологій. Він пригнічує активність одного з головних учасників запального процесу - ядерного фактора транскрипції NF-κB (nuclear factor kappa B). Деякі вчені безпосередньо пов'язують цей фактор зі старінням. Так, в травні 2013 року в журналі Nature вийшла стаття американського біолога Д. Кея з співавторами, в якій йшлося про взаємозв'язок NF-κB з запальними процесами в мозку і раннім старінням. І всього цього можна уникнути, навантажуючи свої м'язи і не переїду.

100 років - не межа

Як ми бачимо, користь від фізичних навантажень і помірного раціону підкріплена науковими даними і може вважатися цілком достовірною. У зв'язку з цим виникає питання: яку ж дієту вважати низькокалорійної і оздоровчої? Треба відзначити, що в дослідах з тваринами для досягнення позитивних результатів їх раціон зменшували мінімум на третину.

Для людини низькокалорійної може вважатися та дієта, в якій зведені до мінімуму висококалорійні продукти, такі як фастфуд, жирне м'ясо або солодощі. Напевно, не випадково так влаштовано, що всі корисні продукти, такі як вівсянка, овочі або риба, зазвичай містять зовсім небагато калорій.

Хорошим прикладом позитивного впливу помірного харчування можуть служити жителі японського острова Окінава. Цей регіон займає перше місце в світі за кількістю довгожителів (тих, кому виповнилося 100 і більше років): 50 довгожителів на 100 000 громадян. Такий феномен вчені в першу чергу пояснюють традиційно малою кількістю калорій в раціоні окінавців (менш 2000 ккал) і майже повною відсутністю в ньому потенційно шкідливих продуктів. Займаючись селянською працею, вони багато рухаються і харчуються майже виключно тим, що дає їм земля і море: рисом, соєю, рибою і овочами. Швидше за все, саме такий спосіб життя - активний в русі і помірний в харчуванні - і служить тим вирішальним фактором, який дозволяє людині прожити довге і щасливе життя. Життя без хвороб і передчасної старості.

Стаття «Є можна бігти» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №11, Січень 2014 ).