Традиционная диета на Окинаве существенно отличается от общей японской и основана на употреблении картофеля-батата (полностью замещает рис), листовых овощей, желтых корнеплодов, соевых продуктов (мисо и тофу) и лекарственных растений. Умеренно потребляются морепродукты и водоросли, нежирное свиное мясо, фрукты, специи (прежде всего куркума), чай, некрепкий алкоголь. В рационе практически отсутствуют молочные продукты. Соль замещена специями. Таким образом, окинавская диета является низкокалорийной, содержит мало жира и низкое соотношение омега-6/омега-3 жирных кислот (близкое к 1:1), имеет низкий гликемический индекс, включает немного мяса, но много растительных волокон. Окинавская диета замедляет развитие сердечно-сосудистых заболеваний и воспалительных процессов.
Средиземноморская диета — традиционная диета стран Средиземного моря — Италии и Греции. Она характеризуется высоким уровнем потребления оливкового масла (в качестве основного пищевого жира), овощей, бобовых, цельных зерен, фруктов и орехов, умеренным потреблением птицы и рыбы, низким — жирных молочных продуктов и красного мяса, и средним — вина в качестве основного источника алкоголя, употребляемого исключительно одновременно с едой.
Как оказалось, именно в Италии и Греции люди, придерживающиеся традиционных предпочтений в еде, в меньшей степени страдают от опухолевых и сердечно-сосудистых заболеваний.
Нордическая, или скандинавская диета базируется на таких главных продуктах, как капуста, ржаной хлеб, корнеплоды, яблоки, груши, северные ягоды, овсянка, моллюски и рыба. Согласно исследованиям приверженность такой диете снижает риск смертности на 4–6 %.
Сходство всех вышеперечисленных диет состоит в потреблении нерафинированных углеводов, умеренном потреблении белка с акцентом на овощи и бобовые культуры, рыбу и постное мясо, более высокой доле мононенасыщенных масел и полиненасыщенных жиров, богатых омега-3, низкой доле молочных продуктов.
Глядя на список стран с максимальной продолжительностью жизни, остается пожалеть, что Россия пока не находится в их числе.
Однако обладание научными данными о диетах, способствующих продлению здорового периода жизни и увеличению ее продолжительности, дает надежду изменить ситуацию к лучшему.
Биологически активные вещества пищи как геропротекторыЖивая природа — выдающийся химик. Живые существа от бактерий и архей[10] до растений, грибов и животных способны синтезировать подавляющее большинство классов органических соединений и огромное разнообразие веществ. Поэтому идея найти геропротекторные свойства природных соединений не выглядит авантюрой.
Давняя мечта человечества — чтобы пища была одновременно и источником энергии, и лекарством, исцеляющим от всех болезней, даже от старости. Одним из принципов Гиппократа, древнегреческого врача, был следующий: «Пусть пища будет твоим лекарством, а лекарство — пищей твоей». Биогеронтологам известны некоторые природные вещества и растительные экстракты, способные вызывать увеличение продолжительности жизни животных в лабораторных условиях.
Насколько те вещества, которые показали геропротекторные свойства у модельных животных, применимы к человеку? Насколько хорошо они усваиваются в своей естественной форме? Какое количество их нужно выпить или съесть, чтобы получить геропротекторный эффект для человека? Нет ли у них неявных нежелательных побочных эффектов?
Все эти вопросы требуют дальнейшего научного изучения. Мы верим, однако, что их прояснение — дело ближайших лет, и предлагаем читателю начать знакомство с природными источниками геропротекторов уже сегодня.
В таблице 14 приведены некоторые соединения, обладающие геропротекторными свойствами, содержащиеся преимущественно в растениях.
Принятые обозначения:
СПЖ — средняя продолжительность жизни (средний возраст, до которого доживают представители выборки);
МПЖ — медианная продолжительность жизни (возраст, к которому умирает 50 % группы испытуемых животных, в то время как остальные 50 % переживают этот рубеж).
МПЖ считается более точным показателем, так как ее значение менее чувствительно к разбросу данных.
Таблица 14. Вещества природного происхождения с потенциальным геропротекторным действием на модельных животных
Физическая и умственная активность
С самого детства мы слышим призывы к занятиям спортом. Зачастую может показаться, что это пропаганда чего-то желательного, но вовсе не обязательного, что спорт — всего лишь форма досуга или способ сделать свое тело внешне более привлекательным. Научные данные показывают, что такое отношение устарело.
Длящееся более 20 лет Стенфордское исследование (рис. 18) показало, что энергичные физические упражнения на протяжении многих лет взрослой жизни на 50 % снижают вероятность нетрудоспособности и на 20 % увеличивают выживаемость. Нетрудоспособность бегунов в среднем была отсрочена на 16 лет, в то время как смертность — на целых 14 лет. Аналогичное многолетнее исследование в Дании, стартовавшее в 1976-м и закончившееся в 2003 году, позволило обобщить данные о продолжительности жизни 1116 мужчин и 762 женщин. Результаты показали, что продолжительность жизни увлекающихся бегом в среднем на 6 лет дольше. При этом риск смерти как женщин, так и мужчин-бегунов был ниже на целых 44 %. Чтобы достичь этого впечатляющего результата, достаточно было 2–3 раза в неделю бегать в медленном или умеренном темпе 1–2,5 часа.
Рис. 18. Вероятность дожития выше, а для нетрудоспособных ниже среди людей, регулярно занимающихся бегом, по сравнению с контрольной группой по результатам Стенфордского исследования (по Chakravarty et al., 2008)
Что такое продление периода здоровья на 15 лет? Это значит не только «убежать от инфаркта». Пожилой человек сохранит возможность обеспечивать себя и не зависеть от детей и семьи, к примеру, не до 65 лет, а до 80, не до 75, а до 90. Кроме того, одним из факторов психологического благополучия выступает социальная включенность пожилых, а наилучший способ поддерживать социальные связи — это быть трудоспособным и активным. Спорт может дать более интересную, насыщенную и достойную жизнь в пожилом возрасте, сопряженную с лучшим уровнем здоровья.
У читателя наверняка возник справедливый вопрос: как же это работает? Где связь между движением и долголетием?
Возрастное снижение мышечной массы и функции может быть замедлено при регулярных физических упражнениях.
Установлено, что 30–60 минут аэробных упражнений в день 3–5 раз в неделю и один комплекс упражнений с отягощением, направленный на основные группы мышц, дважды в неделю способны значительно улучшить состояние здоровья. Аэробная нагрузка может быть удовлетворена за счет регулярной ходьбы, работы по дому или садоводства, а среди видов спорта аэробными считаются бег, плавание, конькобежный спорт, гребля, баскетбол, теннис.
Физические упражнения, с одной стороны, уменьшают объем жировой ткани и связанные с ней негативные эффекты. С другой стороны, в растущих мышечных волокнах увеличивается количество инсулиновых рецепторов и лучше утилизируется глюкоза. Возникающее при изнуряющей физической работе молочнокислое подкисление мышечной ткани повышает скорость утилизации клеткой глюкозы с образованием главной энергетической «валюты» клетки — АТФ.
При физической нагрузке улучшается качество «энергетических станций» клетки — митохондрий. Ежедневная часовая физическая тренировка на выносливость у старых крыс приводила к митоадаптации — увеличению относительного количества митохондрий, их антиоксидантной способности и уровня факторов биогенеза митохондрий. Одновременно происходит активация внутриклеточных путей регуляции метаболизма и стрессоустойчивости.
Как известно, при старении происходит атрофия мужских половых желез на 30 %. Возраст-зависимый гипогонадизм является серьезной медицинской проблемой. Он является причиной падения уровня тестостерона, которое провоцирует избыточный вес, диабет, сердечно-сосудистые заболевания и импотенцию у пожилых мужчин. Эксперименты, выполненные на старых особях самцов крыс, показали, что интенсивные физические тренировки существенно замедляют этот процесс.
В пожилом возрасте нередко развивается старческая депрессия. Улучшение настроения является ключевым психологическим преимуществом регулярной физической активности. Когда вы тренируетесь, ваш организм вырабатывает химические вещества, эндорфины, часто называемые в быту гормонами радости или гормонами счастья. Эндорфины взаимодействуют с рецепторами в мозге, которые уменьшают восприятие боли, улучшают настроение и сон.
Исследования показывают, что регулярная аэробная физическая нагрузка, занятия йогой или гимнастикой тайцзи цюань благоприятно сказываются на умственных способностях и замедляют их упадок с возрастом. Советский геронтолог В. М. Дильман полагал, что возрастные изменения в головном мозге, влияя на нейроэндокринные процессы во всем теле, являются ключевой причиной старения человека. Сохранение ясного ума до глубокой старости — залог здорового долголетия. Действительно, многолетнее исследование нескольких сотен пожилых людей позволило установить, что интеллектуальные игры (например, шахматы) не реже 10 раз в неделю уменьшают риск возникновения болезни Альцгеймера и старческого слабоумия на 75, игра на музыкальных инструментах — на 64, а решение кроссвордов — на 38 %.
Таким образом, физические упражнения являются ключевым физиологическим стимулом, способным вызвать значительные улучшения окислительной способности митохондрий, физического и психологического самочувствия, ослабление неблагоприятных возрастных изменений в различных тканях. Иными словами, научно доказано: физкультура продлевает жизнь.
Стрессоустойчивость и горметины
Старение — это процесс постепенного угнетения основных функций организма (регенерационных, репродуктивных и др.), при котором организм теряет способность саморегуляции, перестает противостоять стрессам, болезням и травмам, что делает гибель более вероятной и приближает ее наступление. Некоторые авторы рассматривают старение как хронический стресс. Таким образом, стрессоустойчивость является ключевым фактором нашего долголетия.
Стрессоустойчивость — способность клеток и организма противостоять разрушительному действию стресс-факторов. К стресс-факторам на клеточном уровне можно отнести избыток или недостаток определенных питательных веществ, наличие химических токсикантов, недостаток или избыток кислорода, ионизирующие излучения и жесткий ультрафиолет, инфекции и воспаление, нейрогуморальный стресс, тепловой и холодовой шок.
Стрессоустойчивость представлена четырьмя эшелонами защиты. Это: а) предотвращение повреждения, б) репарация (восстановление) повреждения, в) замещение поврежденной структуры, г) ее удаление. По уровням организации механизмы стрессоустойчивости можно условно разделить на три блока (табл. 15).
Таблица 15. Уровни и механизмы обеспечения стрессоустойчивости
Многочисленные исследования, выполненные в экспериментах на модельных животных, а также медицинские данные свидетельствуют, что стрессоустойчивость определяет долголетие.
• Искусственный отбор животных на устойчивость к одному из стресс-факторов, повышает их устойчивость к другим стресс-факторам и ведет к долгожительству.
• Животные, несущие мутации, сокращающие их жизнь, имеют сниженную стрессоустойчивость.
• Животные с мутациями, приводящими к долгожительству, характеризуются повышенной устойчивостью к голоданию, окислительному стрессу, тепловому и холодовому шоку.
• Умеренные стрессы закаливают защитные системы, продлевая жизнь.
• Искусственная активация генов, обусловливающих повышенную стрессоустойчивость, продлевает жизнь.
• Эволюционно близкие виды животных, имеющие разную продолжительность жизни, отличаются и по стрессоустойчивости.
• 100-летние долгожители не отличаются приверженностью к здоровому образу жизни, переживают столько же стрессов, что и основная часть популяции.
• При старении происходит снижение стрессоустойчивости.
Приведем один из свежих примеров. Продолжительность жизни африканского грызуна голого землекопа, самого знаменитого млекопитающего, характеризующегося пренебрежимым старением, превышает продолжительность жизни мыши в 10 раз. Как и предполагалось, клетки соединительной ткани голого землекопа выдерживают во много раз большие дозы стресс-факторов (тяжелых металлов, токсинов), чем ткани мышей (табл. 16).
Таблица 16. Различия устойчивости к токсикантам фибробластов голого землекопа и мыши (по Lewis et al., 2012)
Известный врач и алхимик Парацельс, живший в XVI в., заметил, что различные токсичные вещества в малых дозах могут быть полезны. В конце XIX в. немецкий исследователь Шульц показал это в научных экспериментах. В 1943 году Сазам и Эрлих предложили назвать такую необычную зависимость эффекта воздействия от дозы гормезисом, от греческого слова «hormaein», означающего «стимулировать». Однако с тех пор отношение к явлению гормезиса в разных областях науки сложилось различное. Тогда как в фармакологии и науке о питании подобное явление давно имеет практическое применение (в качестве факторов гормезиса выступают микроэлементы, витамины, гормоны), в других направлениях науки оно категорически отвергается. Например, мало кто признает положительное влияние малых доз ионизирующих излучений.
Тем не менее в биогеронтологии накоплены данные о замедлении старения под влиянием умеренных стрессовых воздействий. В частности, в экспериментах на нематодах и дрозофилах наблюдали увеличения продолжительности жизни после кратковременного воздействия высоких температур.
В отличие от хронического температурного стресса, ускоряющего старение, кратковременный тепловой шок приводит к увеличению продолжительности жизни, то есть оказывает стимулирующее, закаливающее действие. Несмотря на то, что в результате подобного воздействия увеличение продолжительности жизни обычно не превышает 20 %, его механизм представляет большой интерес.
Перегрев активирует высококонсервативную в эволюции программу быстрой перестройки метаболизма клетки и синтеза специфического набора так называемых «белков теплового шока». Их научное название — шапероны. Некоторые являются настолько важными, что присутствуют в очень высоких концентрациях даже в клетке, не подвергавшейся стрессовому воздействию (1–5 % общего белка). Они помогают белкам с поврежденной структурой вернуть исходную «рабочую форму», «растаскивают» белковые агрегаты и т. п. Умеренный стресс стимулирует их работу и увеличивает их количество, что позволяет лучше справляться с последующими, в том числе более жесткими, стрессами.
Защитная роль белков теплового шока была показана не только при температурном стрессе, но и при повреждающем действии ионизирующей радиации, кислородном голодании, окислительном стрессе.
Участие белков теплового шока в противодействии старению доказывается тем, что изменение их активности генетическими манипуляциями изменяет продолжительность жизни модельных животных.
Узнай большеРоль шаперонов в поддержании конформационного гомеостаза белков.
Рис. 19. Функция белков теплового шока в обеспечении стрессоустойчивости
Как оказалось, по механизму гормезиса продлевается жизнь не только под воздействием умеренного температурного стресса, но и при действии кислородного голодания, а также при внесении в пищу многих веществ-геропротекторов природного происхождения (полифенолов, терпеноидов, ресвератрола, кверцетина, куркумина, глюкозамина).
Когда говорят о влиянии свободных радикалов на продолжительность жизни, незаслуженно редко вспоминают концепцию митохондриального гормезиса (митогормезиса). Согласно этой концепции свободные радикалы могут не только ускорять процессы старения, но и замедлять их. Все дело в дозе и длительности воздействия, а также в спектре самих свободных радикалов. В нескольких словах концепция митогормезиса сводится к следующему.
Стимуляция митохондриальной функции при стрессе или физической нагрузке сопровождается не только активизацией клеточного дыхания, но и образованием дополнительного количества свободных радикалов.
Влияя на соотношение окисленного и восстановленного НАД (донора электронов при клеточном дыхании), а также на активность сигнальных белков, свободные радикалы стимулируют образование новых митохондрий, активизируют гены стрессоустойчивости и регуляторы энергетического метаболизма клетки (например, PGC-1).
Если подавить этот процесс, воздействуя на организм антиоксидантами, митогормезис пропадает.
По этой причине, например, у спортсменов, принимающих в процессе тренировок антиоксиданты, не развивается состояние тренированности. Для нас более важно понимать, что вместе с остановкой митогормезиса исчезает его благоприятное влияние на продолжительность жизни.
Таким образом, умеренные стрессы полезны, а глубокие или длительные — вредны. Увеличение продолжительности жизни под действием умеренных стрессов связывают с активизацией механизмов стрессоустойчивости, в то время как снижение при действии сильного стресса — с истощением защитных систем и накоплением повреждений.