Маркеры старения

Почему надо контролировать скорость процесса гликирования в течение всей жизни? Гликирование приводит не только к структурным, но и функциональным изменениям многих элементов организма. Более того, данные изменения оказываются долгосрочными, от нескольких месяцев до многих лет. Феномен получил название «Метаболическая память». Гликация долгоживущих белков и ДНК – процесс, незаметный вначале, но очень трудноисправимый потом.

Рассказывает Инна Кононенко. Многие пациенты спрашивают меня, сколько времени нужно, чтобы вылечить инсулинорезистентность, снижение чувствительности организма к инсулину, основу тяжелых нарушений обмена веществ. «Вы жили с инсулинорезистентностью десятки лет, а хотите избавиться от нее за несколько месяцев?» – отвечаю я. Некоторые ученые относят инсулинорезистентность к аутоиммуным заболеваниям, избавиться от которых, как известно, невозможно. Но можно контролировать эти процессы и держать их активность на минимуме.

Метаболическая память – эффект, приводящий к развитию долгосрочных последствий длительного периода плохо компенсированного уровня глюкозы в крови. Другими словами, чем дольше остается нарушенным углеводный обмен, тем дольше даже после улучшения контроля над ним сохраняется разрушающий эффект. Начальные, ранние эпизоды гипергликемии оказывают негативное воздействие на клетки сетчатки, почек, а также на функционирование нервных волокон.

Метаболическая память – ситуация, когда повышение сахара в крови еще до диагностирования заболевания уже патологически сказывается на различных системах организма, в первую очередь на нервных волокнах. Более того, если гликемический контроль долгое время был недостаточным, повреждающее действие может сохраняться и в будущем даже после оптимизации уровня глюкозы.

Феномен метаболической памяти заключается в том, что ранний гликемический фон «запоминается» в тканях и органах-мишенях (сетчатка глаз, почки, сердце, периферические нервы).

Повышенный уровень сахара в крови запускает процесс образования свободного радикала супероксида, нарушая работу компонентов дыхательной цепи митохондрий и переноса электронов на молекулу кислорода. Супероксид, как и большинство свободных радикалов, обладает очень коротким периодом полураспада— не дольше минуты, тогда как гликемическая память может длиться годами.

Мишенями для супероксид-ионов и других радикалов служат нуклеиновые кислоты, белки, липиды и липопротеиды с долгим периодом полураспада. Эти молекулы, поврежденные радикалами, способны нарушать работу клеток в течение длительного времени.

Наряду с оксидативным стрессом митохондрии клеток подвержены другому негативному воздействию гипергликемии – гликированию митохондриальных белков. Гликирование белков дыхательной цепи митохондрий приводит к нарушению ее работы и поддержанию образования избытка супероксид-ионов независимо от уровня гликемии. Кроме того, формирование КПИГ в структуре митохондрий, будучи необратимым процессом, также может объяснять длительное существование метаболической памяти.

В отличие от гликированного гемоглобина, который при снижении гликемии подвергается частичному ферментативному дегликозилированию, уровень других КПИГ не зависит от текущего уровня глюкозы.

Читая о повреждения, вызванные высоким уровнем глюкозы в крови, вы, наверное, думаете, что это не про вас. Ведь уровень измеренной натощак глюкозы у вас в крови, вероятно, 5,0–5,2 ммоль/л, а никак не 10–20 ммоль/л. Поверьте, такого уровня глюкозы уже достаточно, чтобы привести к вышеизложенным нарушениям, хоть по ней вам и не поставят диагноз сахарный диабет. Глюкоза натощак должна быть не выше 4,7 ммоль/л, если вы хотите оставаться здоровыми и жить долго. Мы поговорим об этом дальше.

Аномальное метилирование

Еще один фактор старения – аномальное метилирование.

Метилирование – биохимическая реакция передачи метильных групп от одного вещества к другому, ключевой механизм антистарения и детоксикации. Организм использует метилирование, чтобы избавиться от ряда опасных токсинов, содержащих тяжелые металлы. Печень использует метилирование как вспомогательное средство для выделения таких внешних токсинов, как пестициды, а также некоторых других химических отходов, например, побочных продуктов гормонов. Реакции метилирования также важны для нормального функционирования головного мозга.

Уровень метилирования является одним из факторов, определяющих устойчивость генома к канцерогенным – вызывающим рак воздействиям.

Метилирование контролирует экспрессию генов в организме, подавляя «плохие», и давая считываться «хорошим». Человеческий геном содержит около 23 тысяч генов, но не все из них активны. Их экспрессия зависит от биологической необходимости. Активность определяется структурой хроматина: когда он конденсирован, гены «спят».

Важнейшим процессом, конденсирующим хроматин и подавляющим те или иные участки, является метилирование ДНК. Данный процесс можно сравнить с игрой на музыкальных инструментах. Пока вы не нажимаете на клавиши фортепиано, звука нет – в этот момент они как «спящие» гены. При нажатии на клавишу появляется звук – ген активируется. Процесс метилирования ДНК происходит по так называемому «принципу гуслей» – те струны, который должны молчать, как зажимаются и звук идет от остальных струн.

Метилирование ДНК также стабилизирует участки уже упомянутых нами теломер, защищая их от потери из-за окисления, а также может быть реакцией, «включающей» теломеразу, и представляющей собой единственный в настоящее время известный безопасный и естественный способ удлинения теломер. А значит, и продления жизни.

У ряда людей наблюдается аномальное метилирование, которое может привести к раку шейки матки, раку толстой кишки, к сердечно-сосудистым заболеваниям, инсульту, болезни Альцгеймера и к другим опасным заболеваниям.

Пока неизвестно, почему так происходит, но уже хорошо, что один из видов аномального метилирования легко обнаружить при помощи обычного анализа крови, измеряя содержание в организме химического вещества под названием гомоцистеин.

Гомоцистеин – вещество, образуемое при аномальном белковом обмене. Организм может использовать процесс метилирования для снижения уровня токсичности гомоцистеина. У здорового человека это происходит очень легко, но при аномальном метилировании гомоцистеин накапливается до токсичного уровня. Высокое содержание гомоцистеина означает риск возникновения инфарктов, инсульта и атеросклероза и даже психических расстройств. Кроме того, женское бесплодие бывает связано с высоким уровнем данного вещества.

Организму можно помочь обеспечить эффективное метилирование при помощи биологически активных добавок к пище и правильно выстроенного рациона. Потребление овощей и фруктов с низким и средним гликемическим индексом обеспечивает изрядную дозу антиоксидантов, способствующих процессу метилирования. Правильный подбор продуктов также уменьшает кислотную нагрузку на организм и ведет к созданию более благоприятной среды для метилирования.

Митохондриальная теория старения

Митохондрии – это важнейшие клеточные структуры, которые выполняют функцию пищеварительной системы внутри клеток и присутствуют в каждой клетке организма. Они получают питательные вещества, расщепляют их и вырабатывают энергию в процессе называемом «клеточное дыхание». От остальных частей клетки митохондрии отделены двумя специальными мембранами, предназначенными для защиты чувствительных белков и генетического материала, которые хранятся и используются вне митохондрий, от находящихся внутри митохондрий веществ, высокотоксичных для остальных частей клетки.

Митохондрии можно сравнить с двигателем внутреннего сгорания. Точно так же, как автомобильный двигатель создает небольшое количество «черного дыма», митохондрии вырабатывают небольшое количество свободных радикалов; и точно так же, как в двигателе по мере выработки ресурса уровень выбросов «черного дыма» возрастает, так и по мере старения митохондрий образуется больше свободных радикалов. А чем больше свободных радикалов, тем быстрее изнашиваются теломеры. Поэтому митохондриальная теория старения тесно связана с теломеразной.