CC BY
112
дискуссии el
Метаболическая митохондриальная терапия: дань моде или слагаемое активного долголетия?
Любин Г.С.
Минский государственный медицинский колледж, Беларусь
Lyubin G.S.
Minsk State Medical College, Belarus
Metabolic mitochondrial therapy: a fashion or a component
of an active and prolonged life?
Резюме. Обзор посвящен анализу биохимических и физиологических эффектов, наблюдаемых при переходе с преимущественно углеводного на преимущественно жировой способ энергообеспечения организма. Ключевую роль в этом событии играют митохондрии, которые являются одновременно и «энергетическими станциями», и продуцентами опасных активных форм кислорода. В качестве «энергостанций»митохондрии дарят клетке жизнь, однако порождаемые ими свободные радикалы несут смертельную угрозу. В поиске оптимального баланса между этими двумя факторами был разработан новый способ питания, получивший название«метаболическая митохондриальная терапия».
Ключевые слова: митохондриальная терапия, опухолевый рост, диабет, ожирение, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания, активные формы кислорода, аутофагия.
Медицинские новости. — 2021. — №8. — С. 54—56. Summary. The review is devoted to biochemical and physiological effects as a result of the alteration in the mode of cellular energy supply: from a preferentially carbohydrate type to a preferentially iipid one. In this process, the key role is played by the mitochondria, which are both«power supply stations» and the producers of active oxygen forms. In the capacity of«power stations», the mitochondria support the survival of the cell, whereas their free radicals may result in the cell death. A new nutrttion mode called«metabolic mitochondrial therapy» was developed to find optimum balance between these two factors.
Keywords: therapy mitochondrial, tumor growth, diabetes, obesity, atherosclerosis, heart diseases, active oxygen forms, autophagy. Meditsinskie novosti. - 2021. - N8. - P. 54-56.
Три кита здоровья - минимизация стрессов, рациональное питание, физические нагрузки - стали аксиомой долголетия. Однако даже великий кардиохирург Николай Михайлович Амосов, автор легендарной теории «ограничений и нагрузок», с сожалением констатировал несоответствие прилагаемых усилий и возможного результата: возрастной потолок адептов здорового образа жизни исчерпывается, как правило, 80-85 годами [1, 2]. Неплохо, но до максимально возможных 120 лет все же далековато.
Подлинным вызовом XXI века стал так называемый «биохакинг»: дерзкая, на грани новейших откровений науки и интуиции, попытка вырваться из устоявшегося круга традиционных представлений о возможностях нашего тела. Смысл биохакинга - сформировать новую пластическую карту мозга, взломать программу ментального и физического старческого увядания, дать бой «старухе с косой» [4-10]. Три кита биохакинга -медитация, аутофагия и метаболическая митохондриальная терапия. Упрощенное и сильно выхолощенное толкование последней нашло свое отражение в модных глянцевых изданиях под названием «кетогенная диета». Между тем принципиальные основы такого способа
питания имеют солидное научное обоснование, которое заслуживает серьезного анализа.
Метаболическая митохондриальная терапия - это такое питание, при котором эффективность работы митохондрий увеличивается в разы. В ее основе лежит умеренное потребление жиров и белков на фоне практически полного исключения простых (легкоусвояемых) углеводов - сахара, фруктозы и сиропов на ее основе, всех видов кондитерских изделий и сдобы; хлеб и рис - minimum minimorum.
Вспомним, что митохондрии - энергетические «станции» клеток, которые вырабатывают энергию, соединяя питательные вещества с кислородом. Эти «станции» составляют 10% общей массы тела, и суммарное количество продуцируемой ими АТФ достигает 40 килограммов в сутки [28].
Итак, с одной стороны, митохондрии вырабатывают энергию, а также контролируют апоптоз (генетически детерминированную программу клеточной гибели) и аутофагию (удаление нездоровых клеток и органелл прежде, чем они вызовут хронические заболевания). С другой стороны, митохондрии - «альма матер» высокоагрессивных активных форм кислорода и других свободных радикалов,
несущих смертельную угрозу стабильности генома. Кроме того, активные формы кислорода повреждают и сами митохондрии, нарушая клеточное дыхание. Так формируется порочный круг.
Задача состоит в том, чтобы с помощью идеально подобранного «топлива» стимулировать продукцию АТФ, минимизировав при этом «издержки» окислительного фосфорелирования в виде свободных радикалов. Как выясняется, такое топливо имеется, и с точки зрения энергоемкости и чистоты «сгорания» оно существенно превосходит традиционный источник энергии - глюкозу. Это топливо - кетоны.
Все началось с открытия Отто Вар-бурга, которое в 1931 году было по достоинству оценено Нобелевской премией в области физиологии и медицины. Суть открытия: энергетический метаболизм опухолевых клеток отличается от такового здоровых. Большинство митохондрий в клетках рака дисфункциональны: они не способны к аэробному гликолизу и утрачивают метаболическую гибкость для сжигания жиров. В результате они выживают за счет ферментирования глюкозы в цитоплазме (молочнокислое брожение) вместо ее окисления в митохондриях. Этот способ энергообеспечения крайне неэффективен и предпола-
ЦД Дискуссии
гает потребление огромного количества глюкозы. Таким образом, в отсутствие простых сахаров раковая клетка лишается основного энергосубстрата [11].
Следуем дальше. Когда организм сжигает глюкозу в качестве основного топлива, срабатывает, по выражению биохимиков, «жировой замок»: до тех пор, пока в крови сохраняется высокий уровень глюкозы, следовательно, и инсулина, жир из жировых депо не вовлекается в метаболизм, оставаясь в неприкосновенности [3]. К тому же избыточная глюкоза откладывается в виде дополнительного жира.
Это чревато очевидными и неочевидными последствиями. Очевидные -рост жировых отложений, прежде всего висцеральных (депрессия и комплекс неполноценности - самый безобидный финал этого феномена).
Гораздо серьезнее последствия неочевидные: жировые клетки вырабатывают собственные «гормоны насыщения» - лептины. Когда адипоцитов много, лептинов тоже много, и происходит ответное компенсаторное угнетение чувствительности лептиновых рецепторов в центре насыщения гипоталамуса [28]. Обратная связь «мозг - тело» не работает, мы продолжаем жадно есть, лептинов все больше... в общем, еще один порочный круг.
Однако неприятности на этом не заканчиваются. Высокий уровень глюкозы в крови провоцирует развитие метаболического синдрома - состояния, при котором в любой момент времени регистрируется избыточное содержание трех компонентов: глюкозы, жирных кислот и инсулина. В этих условиях чувствительность инсулиновых рецепторов неизбежно снижается, бета-клетки работают на износ, что приводит к истощению их резервных возможностей и переходу инсулиннезависимого диабета в инсули-нозависимую форму [3].
Долгое время считалось, что организму без простых сахаров не обойтись, так как мозг использует в качестве топлива исключительно глюкозу. Опровержение этой аксиомы - революция в биохимии питания. Как выяснилось, альтернатива глюкозе все же есть. Это - кетоны.
Кетоны - продукты метаболизма, образующиеся в большом количестве в результате митохондриального окисления жиров. Так как кетоны растворяются в воде, они не нуждаются в транспортных белках для передвижения по кровотоку. Мало того, они легко пересекают
клеточные мембраны и проходят через гематоэнцефалический барьер [28, 31].
К сожалению, сегодня существует путаница в отношении кетонов. Она связана с непониманием принципиальной разницы между двумя понятиями: «питательный кетоз» и «диабетический кетоацидоз».
Питательный кетоз - это начальная стадия перехода на преимущественное сжигание жиров в качестве источника энергии. При этом уровень кетонов в крови в пределах 0,5-3 ммоль/л. Кетоацидоз - характерный симптом неконтролируемого диабета, при котором уровень кетонов превышает 20 ммоль/л на фоне сверхвысокого содержания глюкозы в крови и обезвоживания. Это смертельно опасное состояние, которое не может возникнуть при нормально работающей поджелудочной железе [28].
Если доля простых углеводов, получаемых с пищей, очень мала, организм переходит на окисление жирных кислот с образованием кетонов. Подобная метаболическая гибкость - основная причина, благодаря которой человек способен адаптироваться к разному режиму питания и переживать даже длительные периоды голодания.
Помимо возможности пережить голод, такой способ питания обладает многими стратегическими преимуществами.
1. В случае сжигания жиров и ке-тонов в качестве основного топлива в митохондриях образуется меньше активных форм кислорода, чем при сжигании глюкозы. Таким образом, жиры и кетоны - более «чистый» источник энергии, щадящий структуру митохондрий и целостность генома [28].
2. Перестройка организма на кето-жировой способ энергообеспечения затрудняет выживание раковых клеток и уменьшает риск опухолевого роста. Не следует преувеличивать оптимистические ожидания: раковая клетка - гений метаболической адаптации, и она находит выход даже в отсутствие глюкозы [11, 17-19, 24, 25, 29, 30, 34, 36, 37]. Однако это создает серьезный барьер, препятствующий ускорению канцерогенеза прежде всего на начальном его этапе.
3. Резко снижается нагрузка на ин-сулиновый аппарат. В результате в крови циркулирует меньше инсулина, анаболическое действие которого - не только эффективный фактор роста мышечной массы, но и действенный провокатор канцерогенеза [3].
4. Золотой стандарт сохранения здоровья - ограничение калорийности рациона [12]. Уже само по себе оно меняет экспрессию сотен тысяч генов, которые влияют на продолжительность жизни, метаболизм, сексуальные возможности, иммуногенез [28]. С кетогенной диетой, калорийность которой из-за отсутствия сахара весьма умеренная, все это достижимо без мучительного ощущения голода и ежесекундных мыслей о еде.
5. Отсутствие «залповых» выбросов инсулина создает условия для мощной продукции главного фактора «ночного» энергообеспечения - соматотропного гормона. Передняя доля гипофиза, руководствуясь принципом обратной связи, не секретирует его до тех пор, пока в крови сохраняется высокий уровень инсулина в качестве фактора «дневного» обеспечения. Как только он снижается до дежурных значений, соматотропный гормон вступает в игру и начинает стремительно вовлекать жир из жировых депо в метаболизм [3]. В результате «солдат спит, а служба идет»: запасы висцерального жира тают без сверхусилий, буквально во сне.
Метаболическая митохондриальная терапия исходит из того, что энергетическое благополучие метаболизма определяется не только видом клеточного «топлива», но и целым рядом «минорных» факторов (по принципу «the last, but not the least»). Один из них - содержание железа в организме. Дело в том, что высокий уровень железа является мощным катализатором формирования свободных радикалов в митохондриях (реакция Фентона). Образующиеся ги-дроксильные радикалы разрушают ДНК митохондрий, протеины и мембраны. Помимо прямого повреждающего действия, избыток железа пагубно сказывается и на других параметрах гомеостаза.
Установлено, что увеличение потребления железа за последние 70 лет совпадает с ростом числа людей, страдающих лишним весом. Точно так же, как низкий уровень железа у беременных ассоциируется с низким весом новорожденных, так и повышенный уровень его связан с набором лишних килограммов [15, 22]. Полные люди склонны и к увеличению уровня фер-ритина - белка, обеспечивающего депонирование железа в организме. Выявлена положительная корреляция между уровнем ферритина в крови и диабетом второго типа. У мужчин с высоким уровнем железа в крови риск
№8 • 2021
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
Дискуссии ЦД
развития диабета второго типа более чем вдвое превосходит таковой для мужчин с нормальным уровнем. Интересно, что донорство крови, сопряженное с неизбежным снижением содержания железа, является эффективным способом предотвращения диабета: у постоянных доноров наблюдается повышенная чувствительность к инсулину, а риск развития метаболического синдрома относительно низок [33].
Избыток железа способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний, так как оно участвует в окислении липопротеинов низкой плотности и повреждении эндотелиаль-ных клеток - процессах, приводящих к атеросклерозу [38, 40]. Не случайно у доноров риск развития сердечного приступа или инсульта снижен более чем на 50% [15].
Высокие концентрации железа обнаружены в бляшках кровеносных сосудов мозга у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера. Показательно, что повышенный уровень ферритина в спинномозговой жидкости способствует переходу легкого когнитивного нарушения в болезнь Альцгеймера. Высокий уровень железа в мозге также связан с тяжелыми формами когнитивных нарушений [14, 23, 26].
Самый простой способ избавиться от лишнего железа в крови и одновременно помочь другим - регулярное донорство. Один забор крови снижает уровень ферритина на 30-50 нг/мл. Кроме того, разумно увеличить потребление черного чая, полифенолы которого существенно тормозят всасывание железа [28].
Необходимо еще раз подчеркнуть, что метаболическая терапия не имеет ничего общего ни с одной из новомодных диет, ставящих во главу угла максимальное ограничение калорийности рациона. Пребывание в состоянии хронического недоедания дает быстрый, но кратковременный эффект, который в дальнейшем сменяется не только восстановлением, но даже приростом избыточной массы тела. Дело в том, что гипоталамус воспринимает условия хронического голода как реальную угрозу благополучию организма и для ее минимизации увеличивает активность липопротеинлипазы, которая обеспечивает пополнение жирового пула адипоцитов из липопротеинов низкой плотности [3].
В то же время описываемая система питания в полной мере использует «бонусы» феномена аутофагии, открытого совсем недавно. Профессор Токийского технологического института Ёсинори Осуми был на своем рабочем месте в лаборатории, когда ему позвонили из Нобелевского комитета с неожиданным известием: он стал лауреатом премии по физиологии и медицине в 2016 году. Уникальность события еще и в том, что 71-летний японец получил награду «сольно» - в наш-то век коллективного авторства. Не случайно в одном из интервью он иронично назвал себя «одиноким самураем».
Суть феномена аутофагии в том, что в условиях краткосрочного - от 16 до 24 часов - перерыва между приемами пищи клетка с помощью аутофагосом расщепляет и утилизирует в «топке» цикла Кребса дефектные молекулы и органеллы, которые отработали свой век и служат балластом. Таким способом организм находит «альтернативные источники энергии» и не дает превратить себя в подобие мусорной свалки [13, 16, 20, 21, 27, 32, 35, 39-41]. Поэтому метаболическая митохондриальная терапия предполагает необходимость регулярного еженедельного суточного полного воздержания от еды [28]. В результате наше тело, словно птица Феникс, постоянно самовосстанавливается и самообновляется. Ну чем не вечный двигатель?..
Метаболическая митохондриальная терапия - отнюдь не панацея. Эта терапия ничего не обещает и ничего не гарантирует. Единственное, что она может наверняка - увеличить эффективность функционирования митохондрий и тем самым «вздернуть» энергетику организма на более высокий уровень, а значит, создать предпосылки для обретения нового качества жизни.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Амосов Н.М. Преодоление старости. - М., 1996. - 190 с.
2. Амосов Н.М. Алгоритм здоровья. - М., 2002. - 471 с.
3. Дильман В.М. Введение в интегральную медицину. - М., 1986. - 256 с.
4. Диспенза Дж. Сила подсознания. - М., 2016. - 480 с.
5. Диспенза Дж. Сверхъестественный разум. - М., 2018. - 560 с.
6. Диспенза Дж. Развивай свой мозг. - М., 2019. -688 с.
7. Дойдж Н. Пластичность мозга. - М., 2019. - 544 с.
8. Дойдж Н. Мозг; исцеляющий себя. - М., 2019. -512 с.
9. Ошо. Медитация для занятых людей. - СПб, 2018. - 224 с.
10. Садхгуру. Внутренняя инженерия. - М., 2020. - 336 с.
11. Куликов В.А., Беляева Л.Е. // Вестник ВГМУ. -2016. - Т.15, №6. - С.7-20.
12. Adams K., Butch W., Kohlmeier M. // J. Biomed. Education. - 2015. - Article ID 357627.
13. Altieri D.C. // Prog. Cell Cycle Res. - 2003. -Vol.5. - P.447-452.
14. Bartokis J. et al. // Ann. NY Acad. Sci. - 2004. -Vol.1012. - P. 224-236.
15. Fleming D., et al. // Am. J. Clin. Nutrition. - 2002. -Vol.76, N6. - P.1375-1384.
16. Galluzzi L., et al. // Cell Death Differ. - 2012. -Vol.19, N1. - P.107-120.
17. Hanahan D. // Cell. - 2011. - Vol.144, N5. -P.646-674.
18. Hammoudi N., et al. // Chin. J. Cancer. - 2011. -Vol.30, N8. - Р.508-525.
19. Hirsch H. A., et al. // Cancer. Res. - 2009. -Vol.69, N19. - P.7507-7511.
20. Hu Y, et al. // EMBO J. - 1999. - Vol.18. -P.3586-3595.
21. Hoste E., et al. // J. Invest. Dermatol. - 2011. -Vol.131, N11. - P.2233-2241.
22. Iwasaki T, et al. // Diabetes Care. - Vol.28, N10. -P.2486-2491.
23. Jellinger K., et al. // J. Neural. Transmission. -1990. - Vol.2. - P.327.
24. Jose C. // Int. J. Biochem. Cell. Biol. - 2013. -Vol.45, N1. - P.123-129.
25. Kerr J.F, Wyllie A.H., Currie A.R. // Br. J. Cancer. -1972. - Vol.26. - P.239-257.
26. Lovell M., et al // J. Neurol. Sciences. - 1998. -Vol.158, N1. - P.47-52.
27. Levine B., Klionsky D. // Dev. Cell. - 2004. - Vol.6, N4. - P.463-477.
28. Mercola J. Fat for fuel: a revolutionary diet to combat cancer, boost brain power, and increase your energy. - Hay House. - 2017. - 373 p.
29. Mathupala S.P. // Biochim. Biophys. Acta. -2010. - Vol.1797, N6-7. - P.1225-1230.
30. Moreno-Sanchez R., et al. // FEBS J. - 2007. -Vol.274, N6. - P. 1393-1418.
31. Owen O., et al. // J. Clin. Invest. - 1969. - Vol.48, N3. - P.574-583.
32. Padanilam B.J. // Am. J. Physiol. Renal. Physiol. -2003. - Vol.284, N4. - P.608-627.
33. Park S., et al. // Endocrine J. - 2014. - Vol.61, N3. - P.215-224.
34. Pelicano H., et al. // J. Cell. Biol. - 2006. -Vol.175, N6. - P.913-923.
35. Saelens X., et al. // Oncogene. - 2004. - Vol.23, N16. - P.2861-2874.
36. Shannon E. // Cancer. - 2014. - Vol.120, N6. -P.774-780.
37. Shen H., et al. // J. Exp. Clin. Cancer Res. -2015. - Vol.34. - P.14.
38. Stadler N., Lindner R., Davies M. // Arterioscler., Thromb., Vasc. Biol. - 2004. - Vol.24. - P.949-954.
39. Tamm I., et al. // Cancer Res. - 1998. - Vol.58, N23. - P.5315-5320.
40. Van Lenten B., et al. // J. Clin. Invest. - 1995. -Vol.95, N5. - P.2104-2110.
41. Wong R.S. // J. Exp. Clin. Cancer Res. - 2011. -Vol.26. - P.30-87.
Поступила 11.01.2021 г.
