120 лет жизни – только начало. Как победить старение?

Долгожители также выделяются отсутствием нечувствительности к инсулину, у них намного реже развивается диабет 2-го типа. Доля людей, у которых изменен ген гормона роста, резко возрастает среди долгожителей. Гормон роста прежде всего стимулирует высвобождение другого гормона – инсулиноподобного фактора роста (IGF-1). Поэтому уровень образования IGF-1 у долгожителей также снижается, что существенно снижает вероятность образования рака (простаты, молочной железы, мочевого пузыря, толстого кишечника), однако, к сожалению, это способствует развитию остеопороза и саркопении. В целом более низкие уровни IGF-1 повышают прогноз выживаемости пожилых пациентов за длительный период наблюдения. Из экспериментов на модельных животных мы также знаем о том, что снижение влияния обоих этих гормонов увеличивает продолжительность жизни у эволюционно далеко отстоящих друг от друга видов. Дольше живут нематоды с мутацией в гене инсулиноподобного рецептора daf-2, мыши с низким уровнем гормона роста, самки мышей с мутацией в гене рецептора инсулиноподобного фактора роста. Более мелкие собаки живут дольше крупных, а пони – дольше чистокровных скакунов. Недавно было доказано, что люди невысокого роста живут дольше более рослых людей.

Как снизить инсулинорезистентность?

Согласно классификации ВОЗ (1999 г.), инсулинорезистентность и сахарный диабет 2-го типа относятся к основным критериям метаболического синдрома. Более 75 % пациентов с сахарным диабетом и метаболическим синдромом умирают от сердечно-сосудистых заболеваний (инсульта, инфаркта, сердечной недостаточности, гангрены).

По данным исследований, при метаболическом синдроме вероятность развития ишемической болезни сердца (ИБС) в 3–4 раза выше, смертность от ИБС – в 3, а от ишемического инсульта – в 2 раза выше; и смертность в целом в 2 раза выше, чем среди всего населения.

Врачи считают, что на ранних стадиях нарушения углеводного обмена изменение образа жизни может достаточно эффективно уменьшить (на 58 %) риск развития сахарного диабета 2-го типа. Одним из надежных способов снижения инсулинорезистентности являются регулярные и интенсивные физические нагрузки, которые способствуют утилизации глюкозы мышцами и улучшают жировой обмен. Необходимо не менее 3–4 раз в неделю совершать интенсивные пешие прогулки по 30–45 минут.

Развитие метаболического синдрома можно замедлить, употребляя пищевые продукты и лекарственные травы, содержащие вещества, активирующие белок регулятор транскрипции PPARγ, такие как бобовые, паслёновые, зеленый чай, кизил и барбарис.

Рассуждая о гормоне роста и долголетии, нельзя не упомянуть еще об одном исследовании. На территории России обитает удивительное млекопитающее – летучая мышь ночница Брандта, самое мелкое долгоживущее млекопитающее. При массе тела 4–8 г она способна доживать до 41 года. Наши совместные исследования с Гарвардской медицинской школой и Пекинским институтом генома позволили расшифровать геном особей данного вида. Анализ полученных результатов показал, что у карликовости и долгожительства ночниц одна и та же причина – мутации в генах рецепторов гормона роста и инсулиноподобного фактора роста.

Люди с дефицитом рецептора гормона роста (такой генетический дефект носит название синдрома Ларона) характеризуются карликовостью. У сотни исследованных пациентов с синдромом Ларона чрезвычайно низок уровень IGF-1 в сыворотке крови, и, что и следовало ожидать, низкая вероятность канцерогенеза, инсультов и сахарного диабета. Правда, у них значительно выше доля судорожных заболеваний. В целом пациенты с синдромом Ларона не отличаются повышенным долголетием, однако основные причины смерти среди носителей синдрома не связаны со старческими патологиями – это несчастные случаи и алкоголизм. По всей видимости, люди с синдромом Ларона жили бы дольше, если бы окружающая среда была лучше приспособлена для их маленького роста, и если бы наше общество было более терпимо к людям, внешне столь резко отличающимся от других. Обсуждая роль генов в регуляции тех или иных процессов, как правило, имеют в виду гены, управляющие образованием каких-либо белков. Однако большое количество генов кодирует не белки, а особые регуляторные молекулы РНК (микроРНК), которые в свою очередь управляют генами, стимулируя или подавляя их активность. Профессор Колледжа Альберта Эйнштейна Юшин Су сравнила профили экспрессии нескольких десятков микроРНК у обычных людей и у долгожителей и наблюдала отличия их уровней. Она выявила, например, повышенный уровень miR-142, который нарушает ответ клетки на инсулиноподобный фактор роста IGF-1. Как легко может догадаться внимательный читатель, результатом такого изменения является увеличение продолжительности жизни.

Безопасно ли лечение старения гормоном роста?

Гормон роста регулирует соотношение жировой и мышечной массы в теле, способствуя сжиганию первой и нарастанию второй. Инъекции гормона роста (ГР), о пользе которых очень много говорилось в последние десятилетия, оказались не только дороги, но и небезопасны. В 2002 году на деньги американского Национального института здоровья было изучено состояние 121 пациента, которые в 1992 и 1998 годах прошли курс инъекций ГР с синтетической гормонозаместительной терапией или без нее. Помимо положительных результатов в виде набора мышечной массы и потери жировой ткани, были выявлены следующие побочные эффекты: у 24 % мужчин развилась устойчивость к глюкозе, или диабет, у 32 % – синдром запястного канала, у 41 % – ломота в суставах. У 39 % женщин развилась водянка. Так что безопасность применения инъекций ГР здоровым взрослым людям по сей день под большим вопросом.

В геноме митохондрий долгожителей также выявлены особые мутации. Они изменяют параметры транспорта электронов в процессе клеточного дыхания таким образом, что энергетический метаболизм замедляется, что снижает скорость повреждения клетки свободными радикалами и частоту образования ошибок метаболизма.

Таким образом, генетические предрасположенности, имеющиеся в генотипе долгожителей, определяют замедленную скорость старения и более низкую вероятность смертности от диабета 2-го типа, опухолей и сердечно-сосудистых патологий. Это именно те заболевания, которые на сегодняшний день являются основными причинами смерти в развитых странах мира, где большинство людей доживают до старости.

Неверно было бы утверждать при этом, что долгожители не болеют возраст-зависимыми заболеваниями. По статистике менее 20 % долгожителей удается избежать возникновения основных старческих заболеваний к моменту достижения 100-летнего рубежа. По крайней мере 45 % долгожителей имели хотя бы одно из этих заболеваний к 65 годам. Тем не менее очевидно, что течение этих заболеваний у долгожителей отличается относительной мягкостью, и они способны переносить большее количество хронических возрастных заболеваний на протяжении многих лет. Несмотря на присутствие возраст-зависимых болезней, 90 % долгожителей сохраняют самостоятельность и трудоспособность в среднем до 93 лет, что демонстрирует их более высокие функциональные резервы по сравнению с людьми с обычным генотипом.

Питание

Отец современной медицины Гиппократ дал емкое определение роли питания для нашего здоровья: «Мы есть то, что мы едим».

Как и другие представители царства животных, человек должен получать энергию и «строительный материал» для своего тела с пищей. Это нас отличает от представителей царства растений, подавляющее количество которых образуют большинство необходимых органических веществ за счет энергии солнца, из углекислого газа и воды.

Вещества, необходимые для обеспечения нормальной жизнедеятельности живой клетки и поступающие в нее через клеточную мембрану, называются нутриентами.

Они бывают первичными – то есть поступающими в клетки нашего тела из окружающей среды с пищей, и вторичными – образующимися под действием ферментов нашего тела и полезных бактерий, живущих в нашем кишечнике.

К необходимым нутриентам относят жиры, белки, углеводы, микро- и макроэлементы, витамины. Очень часто пища содержит также биологически активные вещества, влияющие на наше здоровье и долголетие. Даже балластные вещества растительной пищи – пектины и волокна – играют важную роль в физиологии.

Особенности питания прямо влияют на здоровье, а с ним и на течение процесса старения. Рассмотрим, какие особенности питания способствуют, а какие мешают долголетию.

Переедание

В экономически развитых и развивающихся странах остро стоит проблема эпидемии ожирения. Основная причина ожирения довольно проста – человек потребляет больше калорий, чем тратит. Увеличение производства и уменьшение стоимости продуктов питания, малоподвижный образ жизни, навязчивая реклама, преобладание высококалорийной (сладкой, жирной), соленой и рафинированной (без естественных примесей, очищенной) пищи, фастфуда привело к тому, что в 2008 году 1,4 млрд людей в мире страдали избыточным весом, из них 500 млн – ожирением. Если тенденция сохранится, то к 2025 году ожирением будут страдать 45 % мужчин и 50 % женщин.

Представьте себе, что каждый второй встреченный вами прохожий будет обладать грузным телом?! А какое беспокойство это может доставить лично вам, если каждый второй родственник или даже вы сами будете иметь проблемы со здоровьем, вызванные лишним весом…

Разберемся, что такое лишний вес и как определить, что настало время его контролировать. В этом нам поможет определение весо-ростового показателя, другими словами – индекса массы тела (ИМТ). Рассчитывается этот показатель очень просто – это отношение массы тела в килограммах к квадрату роста в метрах. Например, рост Ивана Ивановича 178 см (1,78 м), а вес 89 кг, тогда ИМТ = 89: 1,782= 28,1.

Считается, что человек имеет нормальный вес, если его ИМТ находится в пределах от 18 до 24, страдает избыточным весом, если ИМТ составляет от 25 до 29,9, ожирением – если равен или выше 30 (табл. 6).

Таблица 6. Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ, 1997)

Наш пример показывает, что у Ивана Ивановича избыточная масса тела, повышенный риск развития сопутствующих болезней, и до ожирения I степени уже недалеко. Необходимо принимать меры для нормализации веса!

Какой тип ожирения самый опасный?

У различных людей жировая ткань откладывается по-разному, поэтому выделяют три типа ожирения:

1. Абдоминальный (от лат. Abdomen – живот) – избыточные отложения жировой ткани в области живота и верхней части туловища. Фигура становится похожей на яблоко. Этот тип ожирения наиболее опасен для здоровья. Именно при этом типе чаще развиваются такие заболевания, как сахарный диабет, артериальная гипертония, инфаркты и инсульты.

2. Бедренно-ягодичный – развитие жировой ткани преимущественно в области ягодиц и бедер. Фигура по форме напоминает грушу. Этот тип ожирения сопровождается развитием заболеваний позвоночника, суставов и вен нижних конечностей.

3. Смешанный, или промежуточный тип ожирения характеризуется равномерным распределением жира по всему телу.

Чтобы определить тип ожирения, нужно измерить окружности талии (ОТ) и бедер (ОБ) и рассчитать их соотношение:

ОТ/ОБ

При абдоминальном ожирении указанное соотношение у мужчин превышает 1,0; у женщин – 0,85.

Более простым показателем абдоминального ожирения является окружность талии. Если талия у мужчин превышает 102 см, а у женщин – 88 см – это абдоминальное ожирение и серьезный повод для тревоги. Срочно избавляйтесь от губительной жировой ткани!

При окружности талии у мужчин более 94 см, а у женщин – 82 см, уже стоит задуматься о правильном питании и увеличении физической активности.

Вообще, как показывают исследования, если индекс массы тела в 40 лет превышает значение 30, то продолжительность жизни сокращается на 7 лет. И соответственно, наоборот.

Согласно статистике ВОЗ, избыточный вес и ожирение являются пятой по значимости причиной смертности в мире. Около 300 000 людей в год умирают в связи с данным недугом. Затраты здравоохранения на его лечение превышают 50 млрд долларов США в год. В современном мире ожирение обогнало противоположную причину смертности – недоедание.

Ожирение, как и причины, его вызывающие (малоподвижность и переедание), ускоряет протекающие в организме процессы старения. Несмотря на то что усвоение калорий с возрастом снижается, ожирению более всего подвержены старшие возрастные категории из-за снижения скорости энергетического метаболизма.

Склонность к перееданию способствует возникновению артериальной гипертензии, повышению уровней плохого холестерина, невосприимчивости тканей к инсулину, снижению иммунитета. Это в свою очередь запускает процессы, ведущие к атеросклерозу и метаболическому синдрому.

Эти изменения играют существенную роль в развитии ишемической болезни сердца, инфарктов и хронической почечной недостаточности. Кроме того, избыточный вес провоцирует скелетно-мышечные заболевания (остеоартрит), жировую дегенерацию печени, бронхиальную астму, инсульт и некоторые виды опухолей (рак эндометрия, молочной железы и толстой кишки). Остается лишь удивляться, почему знание о столь пагубных последствиях ожирения для здоровья не помогает людям воздерживаться от слишком частых визитов к холодильнику…

Ситуация усугубляется тем, что, однажды набрав вес, часто очень сложно от него избавиться, и вот почему. Жировая ткань является мощным эндокринным органом, способным образовывать целых 600 видов гормоноподобных белков, так называемых адипокинов. Эти белки регулируют широкий спектр обменных процессов – от воспалительных реакций до обмена глюкозы и липидов.

Влияя на гипоталамус – особый отдел головного мозга, – некоторые адипокины регулируют аппетит, чувство насыщения и пищевое поведение. Избыток питательных веществ при переедании запасается в виде висцерального жира в жировых клетках (адипоцитах). Чем больше адипоцитов в теле, тем они больше вырабатывают адипокина, который называется «лептин». В норме он влияет на головной мозг и подавляет пищевое поведение.

К сожалению, многие люди не прекращают есть по достижении чувства насыщения, потому что они привыкли съедать определенное количество пищи или просто постоянно перекусывать. Запасая жир, мы увеличиваем уровень лептина в крови. После превышения некоторого порога уровня лептина включается обратный механизм – невосприимчивость к лептину. Пропадает чувство насыщения и замедляется энергетический метаболизм – митохондрии в клетках замедляют свое деление, снижается их способность сжигать жиры.

Наступает преддверие катастрофы: несмотря на переедание, человек страдает от чувства голода, еще больше переедает, в результате чего происходит дальнейшее разрастание жировой ткани. Порочный круг замыкается. Причем одна из возможных ролей в этом процессе отведена злаковым: особые вещества, содержащиеся в них – растительные лектины, – способны усугублять нечувствительность к гормону лептину, что провоцирует ожирение.

Возрастные изменения, такие, как воспалительные процессы, избыток гормонов – инсулина и глюкокортикоидов, снижают выработку адипоцитами еще одного гормона – адипонектина.

В предыдущем разделе мы уже немного говорили о нем – у долгожителей обнаруживаются генетические особенности, благодаря которым он вырабатывается более интенсивно. Это очень важный гормон, который обладает способностью повышать чувствительность тканей к инсулину. Он обладает антиатерогенным и противовоспалительным действием. Можно предположить, что как при ожирении, так и при старении происходит усиление выработки лептина и снижение – адипонектина. Это провоцирует диабет 2-го типа, атеросклероз и еще большее ожирение.

Всемирная организация здравоохранения разработала простые рекомендации, способные предотвратить переедание и развитие ожирения. Они же вполне подходят и для профилактики старения. Согласно этим рекомендациям необходимо ограничить общий объем съедаемых животных жиров и сахаров; снизить потребление злаковых; увеличить долю потребления фруктов и овощей, а также орехов; проявлять регулярную физическую активность (150 минут в неделю для взрослых).

Вряд ли читатель впервые знакомится с этими рекомендациями, но, если вам действительно нужно здоровое долголетие, мы призываем вас отнестись к ним всерьез: каждая из них, как вы прочли выше, имеет под собой научное основание.

Неверно утверждать, что пониженный весо-ростовой индекс способствует долголетию. В большинстве случаев долгожители характеризуются средними значениями либо близкими к верхней границе нормы. Это еще раз подтверждает тезис, что умеренность – залог здорового долголетия.

Ограничительная диета

Ограничительная диета – это сокращение приема пищи без признаков недоедания. В 1935 году исследователь из Корнельского университета Клайв Маккей с коллегами опубликовал статью, в которой показал, что крысы, содержащиеся на ограниченной диете, способны прожить почти в 2 раза дольше, чем обычно. С тех пор это открытие было подтверждено для большого числа видов живых существ, от клеток дрожжей до родичей человека – приматов (рис. 14). Для достижения такого результата калорийность снижают на 30–40 % от обычной для данного вида. Существенное продление жизни людей при низкокалорийной диете пока не доказано, однако похожесть влияния для разных видов живых существ, в том числе приматов, позволяет предполагать возможность такого результата. Некоторые данные свидетельствуют о лечебном влиянии ограничения диеты и у человека. Например, у грызунов, приматов и человека ограничительная диета уменьшает риск канцерогенеза, метаболических заболеваний (ожирение, диабет), нейродегенерации, когнитивных расстройств, сердечно-сосудистых патологий. Однако при жесткой диете нередко страдает репродуктивная и иммунная функции организма.

Другие авторы, правда, полагают, что в своих исследованиях ученые не открыли новое явление, а всего лишь «спасают» экспериментальных животных от вредного переедания, так как обычная лабораторная диета более калорийна, чем естественная для каждого из исследуемых видов. Действительно, в природе животные добывают пищу «в поте лица», нередко голодают, в то время как в лаборатории получают ее без труда и в избытке.

Рис. 14. Увеличение продолжительности жизни под действием ограничительной диеты

Тем не менее ограничительная диета остается единственным доказанным средством, продлевающим жизнь практически всех видов. Изучение механизмов ее влияния проливает свет на фундаментальные механизмы старения, а также на связанные со старением и долголетием регуляторные пути как на уровне организма (определенные гормоны), так и на уровне клетки (сигнальные белки).

Ограничительная диета замедляет старение, улучшая обмен веществ (рис. 15). В частности, оптимизируется энергетический метаболизм, обмен белков, снижается окислительный стресс. В то же время повышается устойчивость организма к широкому диапазону стрессовых воздействий – от теплового шока до ишемии (кислородного голодания).

Ограничительную диету часто называют ограничением калорий, подразумевая, что вызываемые последствия обусловлены снижением количества поглощенной энергии. Действительно, на 0,2 градуса снижается общая температура тела. Чем меньше энергии мы потребляем, тем медленнее процессы нашей жизнедеятельности и соответственно меньшее количество возникающих ошибок метаболизма. Например, при более низкой активности митохондриального дыхания снижается образование побочных окислителей – свободных радикалов, которые атакуют мембраны, белки и гены. Снижение биосинтеза белка при недостатке поступающих аминокислот запускает клеточное самопереваривание (аутофагию), в том числе переработку поврежденных клеточных структур, что вызывает омоложение. Чем меньше новых белков образуется в клетке, тем аккуратнее упаковываются имеющиеся. Правильная укладка необходима белкам для выполнения их природных функций. Этот процесс наиболее интенсивно происходит в эндоплазматической сети. Скопление избыточного количества белков приводит к склеиванию их в агрегаты и чревато сбоями работы внутренних структур клетки, ускоренным клеточным старением или клеточной смертью (апоптозом).

Питание тесно связано с физиологическими внутренними часами организма и регулирует их. Уровень сигнальных белков, определяющих суточные (циркадные) ритмы работы организма, изменяется под действием ограничительной диеты. Как оказалось, ограничительная диета влияет на активность всех основных циркадных генов. С другой стороны, поломка хотя бы одного из них полностью отменяет увеличение продолжительности жизни мышей при 30 %-ном ограничении калорий. Таким образом, вполне вероятна роль механизмов регуляции суточных ритмов в оздоровительном влиянии ограничительной диеты, в том числе на наше долголетие.

Рис. 15. Механизмы замедления старения под влиянием ограничительной диеты

Необходимо регулировать не только количество съеденной пищи, но и строго придерживаться постоянного режима питания, принимать пищу в одни и те же часы.

Как показали лабораторные эксперименты, важно не ограничение калорий как таковых, а качественный состав пищи. Например, на дрозофиле было установлено, что ограничение углеводной составляющей питания не так значительно продлевает жизнь, как ограничение потребления белка и липидов. Напоминаем, что основными источниками углеводов для нас являются крупы, сладости, овощи и фрукты, а белки и жиры среднестатистический едок получает в основном из мясных и молочных продуктов – именно их потребление придется в первую очередь сократить при ограничительной диете.

УЗНАЙ БОЛЬШЕ

Исследования последних лет выявили узловые сигнальные белки клетки, ответственные за влияние ограничительной диеты на долголетие, – ими оказались киназы (посредники в передаче сигналов внутри клетки) AMPK, PI3K, AKT, mTOR, и SGK. Это особые внутриклеточные белки, участвующие в передаче сигналов об изменениях в состоянии клетки (недостаток или избыток энергии, аминокислот, гормональной стимуляции) от специализированных сенсоров к механизмам биосинтеза необходимых клетке белков. Некоторые молекулярные механизмы ограничительной диеты представлены на рис. 16.

Наибольшее удивление вызывает то, что воздействие на дрозофил даже запахами пищи пресекает продление жизни, вызванное ограничением питания. Аналогично подавление восприятия обонятельных стимулов у нематод удалением соответствующих сенсорных клеток увеличивает продолжительность жизни на 50 %. Удаление генов обоняния продлевает жизнь мышей. Выполненные в Гарвардской медицинской школе совместно с нами и Пекинским институтом генома исследования показали, что летучая мышь ночница Брандта, самое мелкое долгоживущее млекопитающее, утратила в процессе эволюции большое количество генов обоняния. Слабым восприятием обонятельных стимулов обладают и долгоживущие виды млекопитающих, например киты. Человек живет дольше многих животных. В процессе эволюции мы утратили сотни генов обонятельных рецепторов, которые мешали нам комфортно жить социальными группами среди обилия разных запахов. Интересно, дольше бы мы жили и здоровее бы были, если бы кухни с их соблазнительными запахами были изолированы от прочих жилых помещений?

Ограничительная диета или даже неспособность воспринимать запах или вкус пищи подавляет на уровне центральной нервной системы выработку все тех же гормонов, необходимых для нашего роста, но впоследствии сокращающих жизнь: гормона роста и инсулиноподобного фактора роста. Будучи активными, они стимулируют биосинтез новых белков, рост и деление клеток тела, но выключают энергозатратные защитные процессы – переваривание поврежденных белков и структур клетки, починку ДНК, тщательную укладку новых белков и антиоксидантную защиту. В результате клетка становится более уязвимой для стрессов и накопления ошибок.

Рис. 16. Механизмы влияния ограничительной диеты на уровне сигнальных молекул и процессов клетки

Периодически поголодать – полезно

В конце 2014 года вышло исследование в журнале Трудов Американской академии наук, указывающее на пользу периодического голодания. Коллектив во главе с Сатчиданандой Панда из Института биологических исследований Солка в исследованиях на мышах установил, что наиболее распространенная в современном мире система трехразового питания вполне возможно не является оптимальной. Древние охотники-собиратели питались реже, и способность думать и действовать много часов без еды является естественным для человека поведением. Исследователи считают полезными для здоровья периодическое ограничение приема пищи, например пару дней в неделю съедать за день не более 500 ккал или отказываться от одного приема пищи 3–4 раза в неделю. Опыты на животных показали, что такие посты останавливают развитие опухолеобразования, диабета и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Эффект от этих перерывов в питании, по-видимому, состоит в том, что голод повышает стрессоустойчивость организма, останавливаются воспалительные процессы, опухоли лишаются «питания», ускоряется устранение поврежденных элементов клеток.