Страница 2 из 6
Ключевую роль в переваривании пищи играют пищеварительные ферменты – особые белки, к которым как ключ к замку подходят отдельные компоненты нашей пищи – белки, жиры или углеводы, а затем расщепляются до простых составляющих. Белки – до аминокислот, жиры – до жирных кислот и глицерина, углеводы – до простых сахаров.
Пищеварительный тракт снабжен собственным отделом нервной и эндокринной систем, которые осуществляют строгий контроль его сократительных и секреторных функций. Рассмотрим в общих чертах, как это происходит.
Регуляция пищеварения и пищевого поведения
Регуляция пищеварения и пищевого поведения обеспечивается взаимодействием периферических гормональных сигналов от жировой ткани, поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта, отражающих краткосрочные и долгосрочные изменения в поступлении пищи, и нервными центрами головного мозга, которые обусловливают высвобождение гормонов, которые регулируют пищевое поведение и расход энергии на нужды нашего тела.
Нервная регуляция пищеварения осуществляется собственными нервными сплетениями пищеварительного тракта и вегетативной нервной системой. Парасимпатический отдел нервной системы стимулирует пищеварение, а симпатический – подавляет. Поскольку последний играет ключевую роль в стресс-реакциях, любой стресс угнетает функцию переваривания пищи. Адреналин и норадреналин, выделяемые надпочечниками при стрессе, тоже подавляют активность желудка и кишечника, угнетая пищеварение.
Регуляцию разнообразных функций желудочно-кишечного тракта осуществляют различные биологически активные вещества – нейромедиаторы, гормоны, факторы роста, которые выделяются нервными и эндокринными клетками как самой пищеварительной системы, так и за ее пределами. Существует не менее трех десятков гормонов и гормоноподобных веществ, регулирующих функцию пищеварительной системы (таблица).
Таблица 1. Регуляторы пищеварительной системы
1 Ингибиторы (от лат. inhibeo – удерживаю) – вещества, снижающие скорость химических, в том числе и ферментативных, реакций или подавляющие их.
Когда пища поступает в пищеварительную систему, растяжение ее стенок, изменение рН среды, наличие определенных питательных веществ способствуют активации эндокринных клеток в слизистых оболочках, которые высвобождают гормоны в окружающую ткань и в кровь. Кроме того, активность этих клеток регулируется вегетативной нервной системой: блуждающий нерв (парасимпатический отдел вегетативной нервной системы) способствует выработке гормонов, усиливающих пищеварение, а чревные нервы (симпатический отдел) оказывают противоположное влияние. Некоторые регуляторы и гормоны (ацетилхолин, норадреналин, гастрин-релизинг пептид) выделяются непосредственно нервными окончаниями.
Выделение гормонов – регуляторов пищеварения происходит, как правило, в ответ на поступление пищи и способствует ее перевариванию и усвоению. Активизация деятельности пищеварительного тракта наступает уже в тот момент, когда мы видим пищу и чувствуем ее запах, а также начинаем ее пережевывать. В головном мозге возникают рефлексы, которые подготавливают желудок к приему пищи.
Гормон гастрин выделяется в кровь клетками желудка в ответ на поступление в него белковой пищи и растяжение стенок желудка. Он активирует гладкую мускулатуру стенки желудка и тем самым запускает его моторику, необходимую для измельчения и перетирания пищевого комка. Гастрин стимулирует образование в стенке желудка гистамина, который повышает кислотность желудочного сока. Как только среда в желудке становится достаточно кислой, выделение новых порций гастрина прекращается.
Высокобелковая пища, кофеин, бульоны, отвары способствуют повышению кислотности желудочного сока, поэтому они не рекомендуются при повышенной желудочной секреции. Углеводная пища, напротив, тормозит желудочную активность.
В результате усвоения пищи в крови увеличивается концентрация жирных и аминокислот, вследствие этого кишечник начинает вырабатывать гормон холецистокинин, который, в свою очередь, подавляет активность желудка. Поступление кислого пищевого комка из желудка в кишечник способствует выделению гормона секретина, который тоже тормозит секрецию желудочного сока, но стимулирует выделение в кишечник сока поджелудочной железы.
Гормоны жировой ткани
Гормон лептин, играющий важнейшую роль в регуляции энергетического баланса и иммунитета, образуется в жировых клетках. Чем больше в теле жировой массы или уровень инсулина[3], тем выше уровень лептина в крови. При голодании его количество, напротив, уменьшается. Лептин способствует подавлению чувства голода и сокращению жировой массы тела. Однако при ожирении лептинового сигнала становится так много, что головной мозг перестает его воспринимать – формируется лептиновая резистентность, которая выражается в нарушении регуляции аппетита и чувства насыщения, способствующая еще большему ожирению. Если не допускать переедания и быстрого набора жировой массы тела, лептиновая резистентность не наступит, и лептин обеспечит чувство насыщения.
Еще один гормон жировой ткани – адипонектин. Его количество значительно возрастает при голодании, физических упражнениях или низкокалорийной диете. Он предотвращает набор массы тела, снижает уровень циркулирующих жирных кислот и предотвращает развитие устойчивости к инсулину, приводящей к ожирению, сахарному диабету и атеросклерозу. Роль в долголетии этого гормона определяется его способностью активизировать молекулярные сигнальные пути, препятствующие старению[4].
Наконец, гормон жировой ткани резистин повышает нечувствительность к инсулину и способствует ожирению.
Гормоны поджелудочной железы
Инсулин секретируется в кровь бета-клетками поджелудочной железы после приема пищи. Он способствует усвоению глюкозы клетками всех тканей, а в центральной нервной системе – подавляет чувство голода. Слишком высокие пики инсулина, а также обилие висцерального (синоним – абдоминального) жира (вокруг жизненно важных органов в брюшной полости) – факторы инсулиновой нечувствительности, приводящей к диабету 2-го типа. Более всего повышает уровень инсулина белый хлеб и рис. Залог долголетия – низкие уровни инсулина и высокая чувствительность к нему периферических тканей.
Панкреатический полипептид, как и инсулин, вырабатывается поджелудочной железой. Его уровень в плазме крови отличается выраженными суточными ритмами – с минимумом ранним утром и максимумом вечером. Кроме того, его содержание возрастает после приема пищи в ответ на растяжение желудка и выделение гормона чувства голода грелина. В некоторых случаях ожирение может быть вызвано нарушением выработки панкреатического полипептида. Его действие связано с подавлением пищевого поведения и повышением чувствительности тканей к инсулину.
Гормоны желудочно-кишечного тракта
Пептид YY образуется клетками толстого кишечника (рис. 1). Его выработка стимулируется приемом пищи, в особенности ее жировой составляющей, кислотой желудочного сока и желчными кислотами, оказавшимися в просвете кишечника. Он способствует более долгому нахождению пищи в желудке и задерживает выделение пищеварительных соков, препятствуя набору веса.
Грелин является гормоном аппетита. Он вырабатывается прежде всего в стенке желудка, а также в кишечнике. Он подчиняется суточным ритмам – его уровень достигает максимума утром и минимума ночью, а также нарастает при голодании и спадает при насыщении, прежде всего жирами и углеводами. Причем насыщение углеводами дольше всего снижает уровень грелина, в то время как жиры дают более кратковременный эффект.
3
Гормон, выделяемый поджелудочной железой и регулирующий количество глюкозы в крови.
4
Сигнальные пути AMPK/SIRT1, PPAR. Об их связи с долголетием и питанием мы расскажем в главе 6.