Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью

Период полураспада гемоглобина – скорость обновления половины всего объема – составляет около 50 дней.

Период полураспада коллагена в коже составляет более 15 лет[692], а период полураспада коллагена в межпозвонковых дисках позвоночника оценивается не менее чем в 95 лет. Аналогичным образом эластин, еще один белок соединительной ткани, образуется в младенчестве и должен сохраняться в течение всей жизни. Гликирование приводит к образованию перекрестных связей между белками, что делает наши ткани жесткими, прежде всего артерии и сердечную мышцу. Нарушение эластичности может привести к повышению артериального давления, заболеваниям периферических артерий, болезням сердца и даже раку. (Плотность тканей молочной железы связана с повышенным риском развития рака[693].) Аббревиатура для обозначения конечных продуктов гликирования (AGEs) была выбрана намеренно, чтобы подчеркнуть их роль в процессе старения (aging)[694].

Есть AGEs, а есть RAGEs. Конечные продукты гликирования не только склеивают белки, но и вызывают хроническое системное воспаление. В поисках механизма такой реакции исследователи обнаружили в нашем организме рецепторы для AGEs, запускающие воспалительный каскад, и назвали их RAGEs – рецепторы конечных продуктов гликирования[695]. RAGEs может функционировать как главный переключатель. Когда AGEs воздействует на RAGEs, запускается целый ряд воспалительных генов, а также стимулируется дальнейшая экспрессия RAGEs, что приводит к порочному кругу обратной связи, который может иметь глубокие патологические последствия[696].

Накапливаясь в костях, суставах и мышцах, AGEs способствуют развитию остеопороза, артрита и мышечного истощения – ослабления, уменьшения и потери мышечной массы с возрастом[697]. AGEs связаны с возрастным снижением памяти, ухудшением заживления ран, старением кожи, катарактой, болезнью Альцгеймера и эректильной дисфункцией (когда жесткость артерий полового члена, очевидно, приводит к его вялости)[698]. Установлено, что AGEs оказывают негативное влияние практически на все ткани и органы[699]. По словам одного патологоанатома, «трудно найти возрастное заболевание, в котором не участвовали бы AGEs»[700].

Токсичность накопления AGEs подчеркивается количеством защитных механизмов, созданных в нашем организме для предотвращения их появления[701]. Однако образовавшись, они уже нас не покидают: постепенно накапливаются и разрушают организм[702]. За пять-шесть десятилетий уровень AGEs в тканях увеличивается примерно в 2 раза[703]. Причина, по которой это явление рассматривается не только как маркер, но и как активная движущая сила процесса старения, заключается в том, что ингибиторы AGEs продлевают жизнь модельных животных, в то время как усиление AGEs может оборвать жизнь[704]. В модельном исследовании на лабораторных животных воздействовали галактозой (основной продукт распада молочного сахара лактозы)[705] для ускорения накопления AGEs[706]. Во всем животном мире чем медленнее скорость образования AGEs, тем дольше живут виды. Например, у гренландского кита, живущего более двух столетий и являющегося, вероятно, самым долгоживущим млекопитающим, скорость накопления AGEs исключительно низкая[707].Как же нам лучше всего поддерживать низкий уровень AGE?

Образование AGEs зависит от температуры. При температуре тела реакция Майяра протекает крайне медленно, и на образование сшивок между сахаром и белком уходят недели, месяцы и даже годы[708]. Но представьте себе, что было бы, если бы наш организм вместо внутренней температуры 38 °C нагревался бы до 100 °C, 150 °C или 200 °C? Подобное происходит, когда мы помещаем мясо в духовку. Назвать изменение цвета хрусталика глаза, характерное для катаракты (желтоватый, а затем коричневатый), «AGE-окрашиванием в цвета запеченной индейки»[709] – сказано не для красного словца. Те AGEs, которые в течение десятилетий замутняют первозданную прозрачность белков хрусталика глаза, могут образовываться в течение нескольких минут на плите[710]. Нагрузка AGEs в наших тканях, по-видимому, зависит не столько от того, сколько AGEs мы производим, сколько от того, сколько AGEs мы едим[711].

Около миллиона лет назад наши предки начали использовать огонь[712]. Когда мышечные клетки подвергаются воздействию высоких температур пламени, они разрываются и выбрасывают высокореактивные аминокислоты, которые соединяются с сахарами крови и организма и образуют AGEs[713]. Как и у нас, у животных, которых мы употребляем в пищу, AGEs содержатся в тканях естественным образом, но приготовление пищи при высокой температуре может радикально ускорить их образование[714]. От способа приготовления пищи зависит степень воздействия жара и влаги на ткани. Например, в отварной или приготовленной на пару курице образуется в 4 раза меньше AGEs, чем в курице, поджаренной или запеченной при более высокой температуре[715].

Исследования на крысах, проведенные в 1970-х годах, показали, что AGEs, получаемые из пищи, не очень хорошо усваиваются, такие источники были отброшены как несущественные – до тех пор, пока четверть века спустя абсорбция AGEs не была, наконец, протестирована на людях[716].Эта эпохальная работа, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показала, что полученные из пищи AGEs все же абсорбируются в организме человека[717]. Дальнейшие исследования показали, что пищевые AGEs вносят больший вклад в формирование токсичного пула AGEs в нашем организме, чем их эндогенная выработка. Другими словами, мы подвергаемся воздействию AGEs в большей степени из-за того, что едим, чем того, что делаем[718]. В результате продукты с AGEs стали предметом острой озабоченности пищевой промышленности[719]. Исследователи предлагают исключить из рациона продукты с высоким содержанием AGEs и способы приготовления пищи, усиливающие образование AGEs, чтобы снизить нагрузку на организм, связанную с этими токсинами[720].

Исследователи приступили к работе по определению уровня AGEs в более чем 500 продуктах питания – от бигмаков до глазированных хлопьев[721]. Наибольшее количество AGEs содержится в мясе, прошедшем термическую обработку, и, в целом, в продуктах животного происхождения с высоким содержанием жира и белка, а наименьшее – в овощах, фруктах, цельном зерне и молоке[722], [723] (за исключением молочной смеси Enfamil, в которой AGEs содержится почти в 100 раз больше, чем в грудном молоке)[724]. В среднем в мясе содержится примерно в 20 раз больше AGEs, чем в продуктах высокой степени переработки, таких как сухие завтраки, и примерно в 150 раз больше, чем в свежих овощах и фруктах. Хуже всего обстоят дела с мясом птицы, которое содержит примерно на 20 % больше AGEs, чем говядина[725].

По данным наиболее широко цитируемой базы данных[726] AGEs-продуктов питания[727], насчитывающей сотни позиций, среди 15 наиболее загрязненных AGEs-продуктов в расчете на порцию – блюда из птицы, а лидирует жаренная в духовке куриная грудка.

Исследователи были весьма удивлены тем, что продукты с высоким содержанием жиров и белков образуют больше AGEs, чем крахмалистые и сахаристые продукты с высоким содержанием углеводов[728]. Ведь AGEs не зря называют гликотоксинами[729]. Они связаны с реакциями гликирования, подобными реакции Майяра, о которой я уже упоминал, когда сахара связываются с белками. Сахар сам по себе может подрумяниваться при высокой температуре, внешне, по запаху и вкусу напоминая продукты реакции Майяра, но это результат совершенно другого химического процесса, называемого карамелизацией. По определению, AGEs в результате реакции Майяра образуются только при участии аминокислот из белков[730]. Для более глубокого изучения других рейтингов AGEs см. see.nf/agerank.

В большинстве крупнейших пищевых баз данных AGEs в качестве маркера общего содержания AGEs использовался карбоксиметиллизин[731], однако затем было выявлено более 40 отдельных AGEs[732], и не все из них являются токсичными[733]. Некоторые могут быть даже полезны. Например, компонент жареных кофейных зерен, называемый меланоидином, – антиоксидант[734]. AGEs, полученные из продуктов животного происхождения, оказывают более сильное токсическое действие, чем AGEs, полученные из продуктов растительного происхождения[735]. Мало того что в растительных продуктах в среднем в 30 раз меньше AGEs, но даже если подвергать белки растительных продуктов гликированию, в них образуется в 25 раз меньше сшивок, чем в мясных продуктах, и в 40 раз меньше, чем в мясе птицы. Кроме того, AGEs растительного происхождения вызывают меньшее воспаление и высвобождение меньшего количества свободных радикалов[736]. Исключением могут быть AGEs, формирующиеся при курении табака, в этом одна из причин вреда от курения[737].

Даже не отказываясь от мяса, можно значительно сократить потребление AGEs, используя правильные способы приготовления пищи. Сильный сухой нагрев создает наибольшее количество AGEs, причем жарка мяса на открытом огне хуже, чем жарка во фритюре, которая хуже, чем запекание в духовке. Учитывая, что пороговой температуры не существует, общая рекомендация заключается в том, что чем меньше нагрев, тем лучше для уменьшения количества AGEs[738]. Наиболее безопасными способами приготовления мяса являются варка, припускание, тушение и приготовление на пару[739].Отварная говядина содержит в 3 раза меньше AGEs, чем жареная[740], вареная курица – в 5 раз меньше AGEs, чем жареная, а вареные яйца – почти в 6 раз меньше, чем жареные. Приготовление пищи в микроволновке также является относительно безопасным и, как выяснилось, не уступает варке[741].

Для снижения содержания AGEs в пище основной фокус внимания должен быть направлен на изменения технологий в кулинарии[742]. Методы приготовления действительно имеют значение. В сыром яблоке содержится в 3 раза меньше AGEs, чем в печеном, а в вареной сосиске – меньше, чем в жареной. Но не стоит упускать из виду масштабы: в сыром яблоке содержится 13 единиц AGEs против 45 единиц в печеном, а в вареной сосиске – 6736 единиц против 10 143 единиц в жареной. Таким образом, в печеном яблоке в 150 раз меньше AGEs, чем в вареной сосиске[743],и овощи, даже приготовленные на гриле, содержат лишь малую часть того количества AGEs, что выявлено в сыром мясе[744].

Исследователи рекомендуют готовить мясо с использованием влажных способов тепловой обработки, например на пару или тушить, но все же в отварной рыбе содержится в 10 раз больше AGEs, чем в сладком картофеле, обжаренном в течение часа. Даже картофель, жаренный во фритюре, содержит меньше AGEs, чем вареное мясо. Исследователи пришли к выводу, что ежедневное потребление AGEs реально сократить в 2 раза, лишь немного уменьшив потребление мяса[745].

Маринование мяса, например, лимонным соком или уксусом перед приготовлением значительно снижает количество пищевых AGEs[746]. Это касается как варки, так и жарки. Варка курицы с лимоном может снизить AGEs на 15 % по сравнению с варкой только в воде[747]. Еще одним способом снижения AGEs является уменьшение количества жиров. Еда с высоким содержанием жиров повышает уровень AGEs в крови больше, чем еда с низким содержанием жиров (при приготовлении блюда можно использовать сыр пониженной жирности)[748].

Есть ли доказательства того, что сокращение содержания AGEs в пище принесет нам пользу? Популяционные исследования показали, что люди с повышенным содержанием AGEs в крови подвержены большему риску развития анемии, уплотнения стенок артерий и хрящей, сердечно-сосудистых заболеваний, хронических заболеваний почек[749], остеоартрита[750] и остеопороза[751]. Глубже всего исследовали негативное влияние AGEs на наши мышцы и мозг. В качестве примера можно привести мой видеоролик see.nf/ages.

Существует неинвазивный способ оценки накопления AGEs с течением времени, позволяющий игнорировать ежедневную изменчивость уровня AGEs в крови и основанный на том любопытном факте, что некоторые AGEs, накапливающиеся в нашей коже, являются флуоресцентными[752]. Специальный детектор соотнес длительное воздействие AGEs с мышечной слабостью[753], преждевременной смертью[754] и ускоренным уменьшением размеров головного мозга[755]. В работе «Оральные гликотоксины – модифицируемая причина деменции… [у] людей» снижение содержания AGEs в пищевых продуктах предлагается в качестве реальной и эффективной стратегии борьбы с эпидемией деменции[756].

AGEs могут помочь объяснить, почему у тех, кто ест больше всего мяса, риск стать слабоумным в 3 раза выше, чем у вегетарианцев, придерживающихся растительного рациона в течение долгого времени[757], но могут быть и другие факторы. Например, высокое потребление насыщенных жиров, содержащихся в основном в мясе, молочных продуктах и нездоровой пище, увеличивает риск когнитивных нарушений на 40 % и почти на 90 % – риск развития болезни Альцгеймера[758]. Доказано, что даже несколько дней высокожировой и низкоуглеводной диеты приводят к когнитивным нарушениям[759]. Однако во всех этих исследованиях есть одна проблема. Возможно, корреляция между AGEs и хроническими заболеваниями – это просто корреляция между продуктами с высоким содержанием AGEs, такими как переработанное мясо, и хроническими заболеваниями. Единственный способ доказать причинно-следственную связь – это проверить ее с помощью интервенционных исследований.

Журнальные заголовки типа «Увеличение продолжительности жизни у мышей, получавших диету с низким содержанием гликотоксинов»[760] иллюстрируют результаты исследований, обнаруживших, что снижение потребления AGEs в рационе может продлевать жизнь, а чрезмерное потребление AGEs может ухудшить способность к обучению и память[761], а также сократить жизнь у грызунов[762] и других модельных животных[763].Например, в одном из исследований 76 % мышей, которых кормили пищей с низким содержанием AGEs, прожили не менее 56 недель, в то время как ни одна из мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием AGEs, не прожила более 44 недель[764].

Негативный эффект AGEs настолько велик, что может даже нивелировать пользу от ограничения калорий. Хотя пожизненное ограничение калорий предсказуемо продлевает жизнь мышей, они, питаясь гранулами с высоким содержанием AGEs, не только умирают раньше, чем мыши, получающие обычный корм, но и демонстрируют худшие результаты тестов, касающихся воспаления, окислительного стресса, инсулинорезистентности, выраженного фиброза сердца и почек (образования рубцовой ткани)[765]. Преимущества снижения количества пищи могут быть сведены на нет ухудшением ее качества. Мы увидим это в следующей главе: я покажу, как здоровье людей, заботящихся о снижении калорийности пищи, страдало от относительно высокого употребления белка.

В видео see.nf/agetrials я привожу обзор исследований AGEs на людях. Тут упомяну лишь один факт: однократное употребление в пищу жареной курицы вызывает «глубокое нарушение» функции артерий в течение нескольких часов – но этого не происходит при употреблении такого же количества отварной курицы. Вареная курица тоже ухудшала функцию артерий, но значительно меньше, чем жареная курица[766].Это различие было приписано действию AGEs, хотя при приготовлении мяса под воздействием высоких температур образуются и другие токсины, например гетероциклические амины, источником которых является в основном креатин в мышцах, поэтому невозможно с абсолютной уверенностью сказать, что послужило причиной такого различия[767].

Гликемическая нагрузка

Несмотря на то что большинство AGEs в организм поступает извне, через продукты питания, конечные продукты гликирования образуются и внутри организма. Обычно это происходит медленно и постепенно, но в условиях повышенного уровня сахара в крови этот процесс ускоряется[768]. В своих предыдущих книгах я рассказывал о профилактике, остановке нежелательных процессов и ослаблении преддиабета и диабета 2-го типа. Однако даже у людей с нормальным уровнем быстрых сахаров крови после приема пищи с высокой гликемической нагрузкой могут возникать заметные скачки уровня сахара.

Снять нагрузку

В книге «Не сдохни на диете» я подробно рассматриваю влияние различных богатых углеводами продуктов на уровень сахара в крови, уделяя особое внимание показателю, называемому гликемической нагрузкой. Чем выше гликемическая нагрузка, тем выше уровень сахара в крови, когда мы едим эти продукты. Ниже приводится анализ некоторых распространенных сладких и крахмалистых продуктов[769].

Гликемическая нагрузка на одну порцию

Тестирование низкогликемической диеты

В исследовании, упоминавшемся выше, даже вареная курица привела к некоторой дисфункции артерий, в то время как низкогликемическая пища с высоким содержанием клетчатки может фактически улучшить функцию артерий в последующие четыре часа после употребления[770]. Однако, как и в исследованиях AGEs, связанных с уменьшением количества мяса, бывает трудно отделить конкретные эффекты гликемических изменений. Многие продукты с высоким гликемическим индексом содержат мало клетчатки и подвергаются значительной переработке, поэтому, заменяя их бобовыми, фруктами или другими продуктами с низким гликемическим индексом, вы не просто изменяете гликемическую нагрузку[771]. Постоянная проблема диетологических исследований заключается в том, что трудно изменить только один элемент рациона. С испытаниями лекарств все проще, поскольку исследователи могут просто дать лекарство или сахарную таблетку-плацебо и сравнить результаты. Если есть изменения, они знают, что те вызваны препаратом. Вот бы и нам удалось каким-то образом запихнуть изменение гликемической нагрузки в таблетку! Оказывается, такой способ есть.

Препарат акарбоза частично блокирует ферменты, переваривающие крахмал и сахар в пищеварительном тракте, что замедляет всасывание углеводов в организм[772]. Когда мы принимаем препарат во время еды, высокогликемическая пища эффективно превращается в низкогликемическую, причем без изменения содержания рациона[773]. Именно с помощью акарбозы исследователи смогли показать, что снижение гликемической нагрузки приводит к снижению веса независимо от потребления клетчатки[774] и может сделать то же самое в отношении снижения AGEs.

Было показано, что акарбоза снижает уровень AGEs в крови больных диабетом примерно на 30 % в течение 12 недель[775]. Неудивительно, что акарбоза улучшает состояние здоровья и продолжительность жизни мышей, увеличивая ее примерно на 10 %. Как и положено лекарственным препаратам, акарбоза имеет отличные показатели безопасности[776]. Однако часто отмечаются метеоризм, вздутие живота и диарея[777]. Мы можем воспользоваться преимуществами препарата без его побочных эффектов, просто выбирая продукты с более низкой гликемической нагрузкой, такие как бобовые (фасоль, нут, горох, чечевица), фрукты и цельное зерно.

Бодрящие бобовые

К 1980 году уже было показано, что бобовые вызывают минимальное повышение сахара в крови, вдвое ниже, чем любые другие продукты[778]. Но уже через 2 года было опубликовано необычное открытие: бобовые могут благотворно влиять на обмен веществ через несколько часов после употребления[779] или даже на следующий день. Если вы съедите чечевицу на ужин, ваш организм будет реагировать иначе на завтрак 11 часов спустя[780]. Даже если на следующее утро вы выпьете воду с сахаром, ваш организм лучше справится с этим после чечевицы, съеденной на ужин. Сначала исследователи назвали это явление «эффектом чечевицы», но когда в ходе последующих исследований выяснилось, что нут тоже работает, название было изменено на «эффект второго приема пищи»[781].

Как это происходит? Мы гладим по шерстке наши кишечные бактерии, а они в ответ гладят нас. Хорошая микрофлора кишечника принимает клетчатку, которую мы едим, и производит для нас короткоцепочечные жирные кислоты, которые всасываются в кровь и циркулируют по всему организму. Так, если мы съели на ужин буррито с фасолью, то к утру наши кишечные бактерии будут доедать то же самое буррито, и создаваемые ими побочные продукты могут повлиять на то, как мы перевариваем завтрак. Это позволяет объяснить, почему диабетики, перешедшие на чашку фасоли, нута или чечевицы в день, улучшили контроль уровня сахара в крови[782].

Почему не просто низкоуглеводная диета?

Вопреки распространенному мнению, употребление фруктов во время еды должно снижать, а не повышать уровень сахара в крови[783]. Именно поэтому больным диабетом 2-го типа нет необходимости ограничивать потребление фруктов[784]. В полудюжине рандомизированных контролируемых исследований фрукты заменялись другими продуктами, например углеводами с более высоким гликемическим индексом, и в среднем было обнаружено значительное улучшение контроля сахара в крови[785]. Более того, те, кто отказывается от фруктов и переходит на кетогенную диету, чтобы снизить уровень сахара в крови, могут в долгосрочной перспективе ухудшить ситуацию.

Приверженцы кетогенной диеты почти в 4 раза увеличивают количество потребляемых насыщенных жиров[786], но насыщенные жиры могут нарушать действие гормона инсулина, снижающего уровень сахара в крови. Мы давно знаем, что диета с высоким содержанием жиров способна удвоить концентрацию сахара в крови в ответ на один и тот же углеводный вызов в течение нескольких дней[787]. Это может сделать даже один прием пищи. Например, кусочек сливочного масла[788] или молочный коктейль могут резко повысить инсулинорезистентность в течение нескольких часов[789]. Но что делать, если участники кето-диеты придерживаются программы и избегают углеводов, чтобы оставаться в состоянии кетоза? Уровень AGEs может резко возрасти.

Одной из причин повреждения периферической нервной системы и артерий у диабетиков является метилглиоксаль – воспалительный метаболический токсин, образующийся при высоком уровне сахара в крови. Метилглиоксаль – самый мощный создатель AGEs[790].

Поскольку AGEs сконцентрированы в продуктах животного происхождения с высоким содержанием жиров и белков, логично ожидать, что сидящие на кето-диете будут подвергаться большему воздействию уже образовавшихся AGEs. А при низком уровне сахара в крови следует ожидать меньшего образования новых AGEs внутри организма из-за предположительно низкого уровня метилглиоксаля[791]. Исследователи обнаружили у испытуемых значительное повышение уровня метилглиоксаля через 2–3 недели соблюдения диеты Аткинса, а у тех, кто находился в активном кетозе, дела обстояли еще хуже: количество гликотоксина в крови удвоилось[792].

Высокое содержание сахаров может быть не единственным способом образования метилглиоксаля. Одним из кетонов, образующихся при кетогенной диете, является ацетон. Знакомо? Это основной ингредиент жидкости для снятия лака с ногтей. Но ацетон не только снимает лак и не только заставляет приверженцев кето-диеты «пахнуть гнилыми яблоками»[793] и проваливать тесты на алкотестере[794]. Он может окисляться в крови до ацетола – предшественника метилглиоксаля. Возможно, именно поэтому у недиабетиков, соблюдающих кето-диету, уровень метилглиоксаля может быть таким же высоким, как у людей с неконтролируемым диабетом[795].

Что насчет натуральных и искусственных подсластителей?

Напитки, подслащенные аспартамом, архатом или стевией, а не шестнадцатью ложками сахара[796] (столько сахара содержится в полулитровой бутылке колы[797]), одинаково калорийны и плохо влияют на уровень сахара в крови, способствуют скачкам инсулина в течение дня[798]. Аналогичные результаты были получены и для подсластителя Splenda на основе сукралозы[799]. Как такое возможно? Загадка раскрыта в моем видеоролике see.nf/sweeteners.

Как снизить гликемическую нагрузку злаков

В книге «Не сдохни на диете» я рассказываю о том, как одни и те же продукты в разных формах могут производить различный эффект. Овсянка грубого помола считается продуктом с низким гликемическим индексом – в среднем менее 55, в то время как гликемический индекс овсянки быстрого приготовления составляет 79, что делает ее продуктом с высоким гликемическим индексом. Однако овсянка быстрого приготовления не так вредна, как некоторые хлопья для завтрака, гликемический индекс которых может достигать 8–90 единиц, включая хлопья с нулевым содержанием сахара, например пшеничные[800]. Как такое может быть? Современные промышленные методы производства хлопьев для завтрака, такие как обработка острым паром и экструзионная варка, создают продукты, при употреблении которых идет ускоренное переваривание и всасывание крахмала, что приводит к высокой концентрации сахара в крови[801]. Пшеничные хлопья и спагетти содержат одинаковые ингредиенты – чистую пшеницу, но гликемический индекс хлопьев в 2 раза выше[802].