Шрифт:
Окислительный стресс
Окислительный стресс, или окисление, – это нарушение баланса между веществами, которые называют прооксидантами (такими как свободные радикалы) и антиоксидантами. Свободные радикалы – это нестабильные молекулы, имеющие непарный электрон (см. рис. 1.1, с. 26). Они пытаются обрести стабильность, воруя электроны у других молекул. Когда им удаётся это сделать, они превращают свою жертву в свободный радикал, создавая разрушительную цепную реакцию, в которой возникает всё больше свободных радикалов. Антиоксиданты – это герои, которые прекращают цепочку разрушения, отдавая свободному радикалу электрон и при этом не становясь свободными радикалами (см. рис. 1.2, с. 26).
Когда жир хранится прямо под поверхностью кожи, его называют подкожным жиром. Когда он присутствует глубоко в теле, внутри и вокруг жизненно важных органов, его называют висцеральным. Как правило, люди с фигурой типа «яблоко» (когда жир по большей части скапливается в животе) имеют больше висцерального жира, а люди с фигурой типа «груша» (когда больше всего жира скапливается в конечностях, в бёдрах и ляжках) – больше подкожного жира. Однако даже среди людей с фигурой «яблоко» существуют заметные расхождения в распределении висцерального и подкожного жира. Люди с мягкими животами обычно имеют больше подкожного жира, а люди с большими, твёрдыми животами – больше висцерального.
Хотя все типы избыточного жира могут негативно влиять на здоровье, самый опасный из всех – висцеральный. Дело в том, что он имеет гораздо более высокую биологическую активность, чем подкожный жир, поскольку выбрасывает в кровь ряд воспалительных гормонов, называемых цитокинами, а также свободные жирные кислоты, которые нарушают нормальный обмен веществ. Это в свою очередь повышает резистентность к инсулину и риск сердечных заболеваний, гипертонии и некоторых видов рака.
Показано, что повышенный окислительный стресс способствует резистентности к инсулину и нарушению работы клеток поджелудочной железы, которые вырабатывают инсулин. Когда вы слишком много едите и мало занимаетесь спортом, в итоге вы потребляете избыточное количество сахаров и жиров. Избыточные сахара могут связываться с белками и образовывать конечные продукты усиленного гликозилирования (КПГ), которые ускоряют выработку свободных радикалов. КПГ изменяют работу клеток, нарушают работу рецепторов инсулина, повышают резистентность к инсулину и способствуют воспалению [27, 28].
Липотоксичность
Липотоксичность – это нарушение, вызванное накоплением жирных кислот в частях организма, которые не предназначены для их хранения, например в жизненно важных органах и мышцах. В организме человека существуют специализированные клетки под названием адипоциты, которые обладают невероятной способностью накапливать избыточный телесный жир. Однако когда объём поступающих из пищи калорий хронически превышает их расход, процесс накопления может засорять организм; избыток жирных кислот будет храниться прямо в печени или переноситься в поджелудочную железу, сердце или мышечные ткани. Избыточное скопление жирных кислот нарушает нормальные механизмы работы этих клеток, что нередко приводит к их повреждению или гибели.
Рис. 1.1. Свободный радикал забирает недостающие электроны у стабильных молекул, тем самым создавая новые свободные радикалы
Рис. 1.2. Антиоксиданты отдают электроны свободным радикалам, и при этом сами не становятся свободными радикалами
Жизненно важные органы особенно уязвимы, поскольку являются узкоспециализированными системами, которые не в состоянии выносить значительное количество жирных кислот. Когда жиры хранятся в печени, она становится менее чувствительной к инсулину, что повышает резистентность к инсулину во всём организме. Поджелудочная железа особенно плохо переносит жиры, поэтому даже небольшое их воздействие может вызывать сбой в работе бета-клеток. Поражённые бета-клетки больше не могут выделять ожидаемое количество инсулина в ответ на повышение уровня глюкозы. В результате резко подскакивает уровень глюкозы в крови, и ставится диагноз «диабет». Мышечные клетки также подвергаются риску, поскольку скопление жирных кислот в этих клетках серьёзно повышает резистентность к инсулину. Эти жирные кислоты накапливаются в виде интрамиоцеллюлярных липидов (интра = внутри, мио = мышца, целлюлярный = клеточный), или ИМЦЛ. Хотя ИМЦЛ – важный источник энергии для активных мышц, их избыток может быть токсичным для клеток. Резистентность мышц к инсулину повышает риск развития диабета, в то время как накопление жира в печени и поджелудочной железе вызывает разрушение или дисфункцию бета-клеток и полноценный диабет.
Резистентность к инсулину усугубляет проблему, поскольку одна из ключевых ролей инсулина – содействие хранению жиров и предотвращение расщепления и высвобождения жирных кислот из адипоцитов. Другими словами, инсулин способствует тому, что жирные кислоты остаются там, где должны быть. Когда возникает резистентность к инсулину, инсулин не может действовать столь же эффективно, и жирные кислоты легче высвобождаются в кровоток, что повышает риск липотоксичности. Висцеральные жировые клетки (см. с. 25) изначально являются более устойчивыми к инсулину, чем другие жировые клетки, поэтому люди с большим количеством висцерального жира больше подвержены риску развития липотоксичности [5, 29, 30, 31].
Глюкотоксичность
Хронически повышенный уровень сахара в крови приводит к тому, что в организм постоянно поступает сиропообразная жидкость, которая прилипает к белкам и накапливается в тканях организма, нарушая нормальные клеточные функции. Этот процесс известен как глюкотоксичность. Считается, что глюкотоксичность имеет высокую цену. Она неразрывно связана с дисфункцией бета-клеток и резистентностью к инсулину. Чрезмерное употребление в пищу сахаров и крахмалов может активировать ферменты, которые ускоряют их превращение в жирные кислоты и другие липиды, например керамиды, которые могут быть токсичными для печени.
Глюкотоксичность также повреждает крупные кровеносные сосуды, что приводит к таким заболеваниям, как атеросклероз (образование холестериновых бляшек), артериосклероз (уплотнение артерий), сердечные приступы и инсульты. Кровоток в ногах ослабевает, что приводит к заболеванию периферических артерий, синдрому диабетической стопы и ампутациям. Мышцы начинают истощаться из-за плохого кровотока. Обилие сахара также повреждает мелкие кровеносные сосуды. Хрусталики глаз утрачивают гибкость, что приводит к ретинопатии и возможности слепоты. Почки теряют свою способность эффективно фильтровать кровь, что в итоге приводит к нефропатии и необходимости диализа. Нервы начинают разрушаться, что вызывает невропатию и снижение чувствительности. Начинает снижаться функция мозга, что повышает риск слабоумия и болезни Альцгеймера. У мужчин повреждаются кровеносные сосуды, ведущие к кавернозному телу пениса, из-за чего нарушается эрекция. Высокий уровень сахара также вредит клеткам иммунной системы, которые обычно являются бдительными защитниками от вирусов и других захватчиков. Глюкотоксичность снижает их способность бороться с инфекцией, а способность организма к исцелению катастрофически падает [32, 33, 34].