Почему люди летают

     Такое неожиданное возвращение молодости ученые могли объяснить только одним: регулярными физическими нагрузками. «Летающая старушка», сама о том не подозревая, наглядно продемонстрировала им в действии механизм гормезиса – усиления защитных функций организма в ответ на небольшой стресс.

Возможно, первым, кто обратил внимание широких масс на этот феномен, был немецкий философ Фридрих Ницше, произнесший знаменитую фразу: «Что не убивает, то делает нас сильнее». Сам термин «гормезис» (от греч. hórmēsis – быстрое движение, стремление) был введен в научный оборот американцами еще в 1943 году, но сегодня изучение этого явления получило новый импульс. Уже известен целый ряд факторов, способных запускать в организме полезные адаптивные реакции, – среди них нагревание и охлаждение, малые дозы алкоголя, радиации и токсинов. Но, пока современная наука не дала точных «дозировок» всего перечисленного, лучше, пожалуй, обратиться к наименее рискованным факторам – физическим нагрузкам и недоеданию, точнее, низкокалорийной диете.

Их благотворное действие складывается из нескольких составляющих. Во-первых, они повышают активность так называемых белков теплового шока (heat shock protein). Это группа высококонсервативных белков, которые сохранились в процессе эволюции у всех живых организмов, от простейших до человека. Они начинают активно действовать всякий раз, когда организм испытывает стресс. Как видно из их названия, эти белки были открыты во время исследований адаптивного ответа организма на тепловой шок. И хотя позже выяснилось, что они обладают множеством функций, наибольший интерес ученых вызывает их способность к защитному действию. Под воздействием стрессоров белок теплового шока Hsp70 выходит из клетки во внеклеточное пространство, стимулируя таким образом активность иммунных клеток (ведь они воспринимают любые посторонние объекты как угрозу) и становясь своеобразным «тренером» иммунной системы. Кроме того, такие белки могут действовать как «очистители», удаляя и восстанавливая поврежденные клеточные структуры. 

Второй защитный механизм, возникающий в ответ на ограничение калорий и физические нагрузки, – повышение антиоксидантной активности. Уже всем известно, что антиоксиданты защищают нас от воздействия свободных радикалов кислорода. С возрастом «антиоксидантный щит» обычно «истончается», а повреждения, вызванные свободными радикалами, увеличиваются. Это явление называется оксидативным (окислительным) стрессом. Но регулярные физические нагрузки тренируют и антиоксидантную систему тоже: когда потребление кислорода возрастает, одновременно повышается и количество свободных радикалов, а они стимулируют повышение активности антиоксидантов.

Низкокалорийная диета может косвенно влиять на уровень свободных радикалов. Она улучшает процесс, посредством которого мы получаем энергию, – окислительное фосфорилирование в митохондриях («клеточных фабриках»). С возрастом способность митохондрий производить энергию падает – вспомним, как быстро устают пожилые люди. Количество дефектных митохондрий у них, по данным японского исследователя Т. Озавы, может достигать 90 %. Мало того что энергию такие митохондрии вырабатывают «со скрипом», так еще и усиливают оксидативный стресс, ведь именно в них производится основное количество свободных радикалов. Таким образом, митохондрии являются и основным источником, и главной мишенью «вредного кислорода», так что их дисфункция прочно ассоциируется с многочисленными возрастными недугами – диабетом, раком, нейродегенеративными патологиями вроде болезней Паркинсона и Альцгеймера. «Ухудшение функции митохондрий можно считать основной движущей силой старения», – утверждают немецкие ученые Л. Мао и Ж. Франке из Института генетики человека (Берлин).

Физические нагрузки повышают в митохондриях уровень одного белка с названием, похожим на имя галактики, – PPAR-Gamma Coactivator-1 alpha. Уровень PGC-1a быстро падает после окончания нагрузки, но у тех, кто нагружает мышцы регулярно, он постоянно повышается. Благодаря этому энергия, которая тратится во время занятий, восполняется с избытком. После каждой тренировки наши митохондрии омолаживаются. Что примечательно – не только в мышцах, но и в клетках мозга. В ответ на активную работу мышц повышается уровень уже упоминавшихся белков теплового шока, глюкозо-регулируемого белка 78 (GRP 78), нейротрофического фактора мозга, β-оксибутирата и других. Все они предохраняют нейроны от повреждений, повышая наши шансы избежать возрастных патологий мозга.

Ограничение калорий тоже ускоряет обновление митохондрий – митохондриальный биогенез. Здесь наблюдается интересный парадокс: человек, который меньше ест, будет иметь больше энергии, чем объедающийся деликатесами чревоугодник. А все дело в том, что насыщенные жирные кислоты, содержащиеся в мясных и молочных продуктах, в повышенных количествах нарушают процесс окисления и фосфорилирования, не давая энергии накапливаться в клетках. Под воздействием жиров она вся рассеивается, превращаясь в тепло. Поэтому толстяки легко переносят холод, но быстро устают.

Снижение калорийности полезно еще вот чем. Оно происходит, в том числе, и за счет ограничения продуктов, содержащих рафинированный сахар. Основная его составляющая – глюкоза – вовсе не безобидное, а весьма агрессивное вещество, способное повреждать наши клетки. Есть даже специальный термин – глюкозотоксичность, и этой глюкозотоксичности могут подвергаться даже совершенно здоровые люди. В 2000 году американские ученые из Лаборатории эндокринологии, диабета и метаболизма Университета г. Баффало провели эксперимент: группу здоровых людей поили растворенной в воде глюкозой, после чего брали у них кровь на анализ. Результаты показали, что в течение трех часов после приема глюкозы в организме развивалась воспалительная реакция, повышался уровень свободного радикала супероксида и одновременно падал уровень витамина Е – одного из антиоксидантов. То есть организм реагировал на резкий скачок глюкозы в крови как на чужеродную инфекцию.

При уменьшении в рационе количества сладостей укрепление здоровья неизбежно, поскольку эффект глюкозотоксичности характерен именно для рафинированного сахара. А когда мы едим овсянку или овощи, глюкоза поступает в кровь небольшими порциями и постепенно, и организм в состоянии нормально ее усвоить.

Теперь о том, чем нашему организму «не угодили» мясо и жирные молочные продукты. Все дело в аминокислоте метионине и пальмитиновой жирной кислоте. Избыток метионина может повышать количество свободных радикалов, а ограничение, наоборот, уменьшает производство митохондриальных реактивных (вредных, как мы помним) форм кислорода и снижает окислительное повреждение митохондриальной ДНК. Именно с уменьшением количества метионина, кстати, многие ученые связывают пользу религиозных постов.

А вот у пальмитиновой кислоты исследования последних лет обнаружили способность запускать апоптоз – процесс самоуничтожения клетки. Накапливаясь в организме любителей жирненького, эта кислота становится причиной гибели клеток и накопления в клетках мозга β-амилоидного белка, главного виновника возникновения болезни Альцгеймера. По мнению одного из самых авторитетных специалистов по атеросклерозу, российского биолога В. Н. Титова, высокое содержание пальмитиновой кислоты в пище – основная причина возникновения болезней сердца и сосудов, жировой болезни печени и диабета. Понятно, что, если сократить в рационе излишне жирные продукты, богатые пальмитиновой кислотой, все упомянутые органы скажут вам спасибо.

Наконец, спорт и диета напрямую связаны с еще двумя очень позитивными процессами: более медленным укорочением теломер – концевых участков ДНК, которые выполняют защитную функцию, и стимуляцией репарации (то есть восстановления после повреждений) самой ДНК. Также у людей, занимающихся спортом и урезающих рацион, подавляется активность ядерного фактора транскрипции NF-kB – одного из самых главных участников воспалительных процессов, в том числе в мозге. Некоторые ученые напрямую связывают этот фактор со старением.

– Сегодня эффективность многих фармацевтических средств (например, синтетических антиоксидантов), на которые возлагались большие надежды в борьбе со старением, ставится многими учеными под сомнение, – говорит Александр Вайсерман, заведующий лабораторией эпигенетики Институтa геронтологии им. Д. Ф. Чеботарева (г. Киев). – С этим и связано увеличение интереса к феномену гормезиса. Изучение механизмов гормезиса может позволить разработать определенные схемы воздействий, применение которых позволит улучшить здоровье и реализовать потенциал долгожительства.

 Уже стал классическим пример японского острова Окинава, который занимает первое место в мире по числу долгожителей. Его обитатели практически не едят ничего вредного, питаясь рисом, соей, рыбой и овощами, и занимаются крестьянским трудом, который заставляет их много двигаться. У многих читателей наверняка возник вопрос: почему же потенциал долгожительства реализуется столь избирательно? Почему, например, эффект гормезиса обходит стороной наших крестьян, которым и физических нагрузок хватает в течение всей жизни, и неумеренность в еде не грозит? Дело в том, что третье условие – небольшой стресс – на Окинаве, к сожалению, выполняется куда чаще, чем в российской глубинке.