Многобройни изследвания сочат недвусмислено, че у страдащите от артериална хипертония съдържанието на въглероден диоксид в кръвта е понижено до критични стойности (до 4,5%). Всъщност стеснението на кръвоносните съдове е реакция на организма, стремяща да намали загубите на скъпоценния въглероден диоксид, подобрявайки по такъв начин снабдяването на клетките с живителния кислород. Последният, както е известно, играе основна роля в процесите на утилизиране на хранителните вещества и осигуряването на необходимата енергия за съществуването на човешкия организъм. В тази посока се задействат и други механизми – увеличаване на секрецията в бронхите и носа, развитие на аденоиди и полипи и т.н.
В интерес на истината обаче следва да отбележим, че човешкият организъм разполага с далеч по-съвършена хеморецепторна система за оповестяване и реакция на повишаването на нивото на въглеродния диоксид в кръвния ток над 6,5%, отколкото на неговото понижение под 6%. По тази причина съдържанието му в кръвта може да спадне до тревожни стойности, без своевременно да бъде натиснат „паник бутонът”.
Счита се, че ниското съдържание на въглероден диоксид в кръвта (хипокапнията) е причина за развитието на около 150 тежки болестни състояния, голяма част от които се отнасят към т.нар. болести на цивилизацията – есенциалната хипертония, захарният диабет тип II, увеличеното съдържание на липиди в кръвта (липидемията), активизирането на системата на кръвосъсирване (тромбозата) и т.н. Установено е, че в човешкия организъм хипокапнията възниква при страхови, истерични и панически атаки.
Изпитано средство за бързо излизане от подобно състояние е дишането в хартиена кесия или найлонов плик, способстващо за повишаване на нивото на въглероден диоксид в кръвта и нормализиране на снабдяването на клетките с кислород. Хиподинамията (ниската двигателна активност) на съвременния урбанизиран човек също съществено допринася за попадането на човешкия организъм в плен на хипокапнията, с всички негативни последствия от това. В целия животински мир за търсене и добиване на храната и адаптиране към жизнената среда животните изразходват толкова енергия, колкото получават в резултат на утилизирането на тази храна. При тях отсъствието на движение е равносилно на гибел. Хомо Сапиенс обаче е печалното изключение. За огромна част от населението на земята не се налага всекидневно изнурително движение за осигуряване на нужната храна. В резултат единствено от всички живи същества той се сдоби с „привилегията” да развива хипокапния.
По категоричен начин е доказано, че човешкият организъм болезнено реагира на повишаването на съдържанието на въглеродния диоксид в кръвния ток над горната граница – 6,5%. Хиперкапнията (повишеното ниво на въглероден диоксид) има за последствие нарастване на киселинността (понижение на рН) на кръвта (ацидоза), с което организмът се въвлича в лабиринт от патологични отклонения. Известно е, че в огромната си част биохимичните процеси в човешкия организъм протичат при строго определена киселинност на средата. При умерена ацидоза се наблюдава превъзбуждане и слабо повишение на артериалното налягане.
Със задълбочаването на ацидозата се появяват оплаквания като общ дискомфорт, главоболие, слабост, раздразнителност, затруднено дишане, суха кашлица, липса на концентрация и т.н. Многократно нарастват допусканите грешки. Въпросните ефекти се наблюдават при кратковременно (в продължение на няколко часа) пребиваване в среда, в която съдържанието на въглероден диоксид е около два пъти над нормалното в атмосферата, т.е. 0,06–0,08%. Продължителното въздействие на такава среда води до нездрав сън или безсъние, липса на бодрост след събуждане, усилване на хъркането, ринит, обостряне на алергичните състояния, сухост на слизестите обвивки, пристъпи на астма и т.н.
Постоянното пребиваване при указаните нива на въглероден диоксид в околната среда може да доведе до понижаване на имунитета, увреждане на сърдечно-съдовата система, диабет, чупливост на костите, влошаване на репродуктивните функции, изменения в молекулата на ДНК и пр. Пределно допустимото ниво на въглероден диоксид в закрити помещения е 0,1–0,15%. За съжаление тенденцията на уплътняване на помещенията с т.нар. PVC дограма с цел съхраняване на скъпоценните калории превърна офиси, класни стаи и жилищни помещения в херметични кутии, в които съдържанието на въглероден диоксид значително превъзхожда нормалното, към което човешкият организъм е приспособен в резултат на хилядолетната си еволюция.
Очевидно въглеродният диоксид е един от многото скрити ключове, дълбоко закодирани от Твореца в човешкото тяло, който отключва вратата към бленуваното здраве. Ключ – реликва, „спомен” от онези далечни години, в които планетата се е къпела във въглероден диоксид.
Епигенетиката – предверие към райските порти?
ДНК безспорно е едно от най-великите достижения на човешкия разум. Дългата битка за разкриването на една от най-съкровените тайни на нашата планета се увенча с успех в самото начало на третото хилядолетие. Консорциумът от учени, участващи в грандиозния международен проект Човешки геном, планираше финалният акорд да прозвучи през 2003г. – в чест на 50-тата годишнина от разкриването на структурата (т.нар. двойна спирала) на молекулата на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) от носителите на Нобелова награда американеца Джеймс Уотсън и англичанина Франсис Крик. Плановете обаче неочаквано се объркаха, тъй като „лошото момче” в науката – невероятният американският генетик професор Джон Крейг Вентър, изпревари плеадата световни знаменитости, участващи във въпросния консорциум, и финишира първи, разчитайки по феноменален начин дълбоко закодираната тайна на човешката същност.
Невероятното достижение Джон Вентър представи на официална церемония през 2000 година в присъствието на американския президент Бил Клинтън. Недолюбван (че кога са обичали гениите?) и одумван, Джон Вентър все пак накара света богоговейно да замълчи. Първоначалната идея е да продаде тайната и получените средства да използва за финансиране на грандиозните си проекти, свързани с решаване на редица глобални проблеми на планетата, с които през последното десетилетие скандализираше света. В крайна сметка, под бурните аплодисменти на човечеството, откритието е предоставено безвъзмездно на научната общност.
Още не беше утихнал звънът от чашите с шампанско в чест на знаменателното събитие, когато пред учените се изправи сянката на ново предизвикателство. Предвижданията за броя на гените в човешкия геном далеч не се оправдаха. Оказа се, че те са около три пъти по-малко от очакваните – едва около 30 000. Изключителен смут в научните среди предизвика фактът, че генетичният код на едноклетъчния организъм – амебата, се оказа около 200 пъти по-дълъг от този на човека! Грешка или нова, невероятна загадка? А може би при по-сложните организми ДНК е по-компактна? Тогава защо геномът на дрождите е двеста пъти по-кратък от човешкия? Въпросите бяха много повече от разумните отговори.
Обяснението на този невероятен феномен все пак беше намерено. И то е, че висшите организми са способни от една генетична схема, кодирана в молекулата на ДНК, да синтезират множество варианти на протеини. Т.е., използвайки компютърната терминология, човешката ДНК представлява хардуер, който някакъв скрит софтуер използва, за да създаде това невероятно творение – човешкия организъм, със сини, зелени или кафяви очи, руси или черни коси, обаятелна или не дотам фигура, тъмна или светла кожа, висок или нисък ръст, болнав или с цветущо здраве до дълбока старост и т.н. и т.н. Така в биологията се роди една нова наука със спиращи дъха переспективи, докосваща се плътно до гениалния замисъл на Твореца, която получи респектиращото название епигенетика, т.е. надгенетика („επi” на гръцки – над, свръх).
Епигенетиката дава отговор на трудния въпрос защо човекът се различава тъй много от шимпанзето, въпреки че неговият геном (генетичният код в ДНК) на 98,7% съвпада с човешкия. Очевидно различията в „софтуера” на двата организма са огромни. В интерес на истината терминът „епигенетика” е предложен от английския биолог Конрад Уодингтън в далечната 1942г. – доста преди окончателното разкриване на химическата природа на гените и строежа на ДНК. Интуитивно идеите на тази най-нова наука с невероятно бъдеще прозират в редица изследвания през втората половина на миналия век.
Първата Нобелова награда в тази област обаче е връчена едва през 2006г. Нейни носители са американските учени Андрю Файър и Крейг Мело. Основополагаща идея в епигенетиката е, че голяма част от гените в човешката ДНК „работят” непостоянно и тяхното включване (експресия) зависи от действието на редица външни фактори. Т.е. генетичната информация, която наследяваме от родителите си, не е присъда, която получаваме при раждането си, а през нашия живот тя може да се „разчете” по най-различен начин. За този прочит съществено влияние оказват факторите, действащи върху организма на майка ни по време на бременността ѝ, екологичното състояние на средата, която обитаваме, начинът ни на живот (хранителен режим, емоционални преживявания, вредни навици) и пр.
Иначе казано в човешкия организъм действат т.нар. епигенетични превключватели, които са в състояние да накарат да „замълчат” определени гени в ДНК, а други да „заговорят”. И това, което ще сътворят тези гени, може да е или гибелно за нашия организъм (рак, диабет, инфаркт, инсулт), или да ни доведе до райските порти – дълъг живот без болести и недъзи. Изключително важно е, че въпросните изменения се запаметяват от клетките дори и след прекратяване на въздействието на външните фактори. Т.е. хранителният режим и навиците на бъдещата майка се отразяват не само на жизнения статус на нейната рожба, но и на внуците и правнуците. От начина ѝ на живот в изключително висока степен зависи дали тя ще роди неудачник с посредствени интелектуални възможности и вечно разклатено здраве или дете с цветущо здраве и висок интелект. В този смисъл отговорността на всеки от нас пред бъдещите поколения очевидно е огромна.
Понятно е, че белите петна в тази нова, едва прохождаща наука, са много. Един от въпросите, който е пряко свързан с управлението на „епигенетичния софтуер”, е как се осъществява въздействето върху „словоохотливостта” на гените. От различните механизми на епигенетичната регулация относително най-добре изучен е този на т.нар. метилиране – включването на метилна (-СН3) група в състава на цитозина, една от четирите азотни бази в молекулата на ДНК. Този механизъм представлява и най-голям практически интерес, тъй като е пряко свързан с начина на хранене на съответния индивид, с жизнените навици (физически натоварвания, спорт, тютюнопушене, алкохол и т.н.), с екологичната среда, мозъчната дейност, емоционалните въздействия и т.н.
Съществуват редица храни, съдържащи вещества, които влияят активно на механизма на метилиране. В зеления чай например се съдържа флавоноидът епигалокатехин-3-галат (EGCG), който активизира гените, потискащи нарастването на туморните образувания, деметилирайки съответни участъци от ДНК. Изофлавонът генистеин, съдържащ се в соята, както и каротеноидът ликопен, богати на който са доматите и динята, също участват активно в управлението на процеса на метилиране на цистеина, оказвайки съществено влияние върху поведението на определени гени в молекулата на ДНК.
Макар и по друг механизъм влияние върху експресията на гените оказва и сулфорафанът, съдържащ се в броколито и другите зелеви култури. За жалост съществуват много вещества, т.нар. дизраптори (разрушители), в основната си част сътворени от човека, които по най-безцеремонен начин се намесват в механизма на метилиране на ДНК, причинявайки непоправими вреди на човешкия организъм. Един от най-ярките примери е веществото бисфенол А, прилаган вече 50 години като втвърдител в производството на безчислено количество пластмасови изделия, използвани за съхранение на храни и напитки. Доказано е, че последният потиска ензимите, управляващи процеса на метилиране на определени участъци на ДНК, и инактивира свободните метилни групи, участващи в този процес, с всички негативни последствия върху човешкия организъм (рак, диабет, безплодие и т.н.). Неотдавна учените от Колумбийския университет в САЩ получиха доказателства, че Бисфенол А води и до заличаване на различията между двата пола и раждане на поколение с хомосексуална ориентация.
Убедително е доказано, че сериозни негативни въздействия върху човешкия епигеном оказват пестицидите, тежките метали (кадмий, никел, цинк, олово, живак и др.) и радионуклидите, с които буквално е отровена земята ни. На фона на катастрофалните екологични промени на нашата планета, „плод” на научно-техническата революция, хоризонтите, които разкрива епигенетиката – удължаване на човешкия живот, преборване на най-страшните болести и чувствително подобрение на жизнения статус и интелектуалните възможности на човека, вдъхват изключителен оптимизъм за бъдещето на хомо сапиенс.
Дали наистина епигенетиката ще се окаже бленуваното предверие към райските порти предстои съвсем скоро да разберем.
Мелатонинът държи ключа към царството на Морфей
В човешкия организъм едновременно протичат милиони биохимични реакции, обединени в една обща стратегия – поддържане на неговите жизнени функции и репродуктивна способност. Управлението на тези реакции се осъществява от главния мозък – сървъра на човешкото тяло. Но как мозъкът поддържа връзка с тези реакции, със собствените органи, с околната среда? Как узнава кога да стартира едни реакции, а други да преустанови? С тази сложна задача са натоварени т.нар. сигнални молекули, които предоставят на мозъка нужната информация, в резултат на която той взема съответните управленски решения.
Едно от тези вещества е мелатонинът. Според професор Габриела Гоби – психиатър в университета МакГил (Канада), животът на човека е невъзможен без мелатонина. Неговото откритие е свързано с името на американския учен-дерматолог професор Аарон Лернер от Йейлския университет (САЩ). През 1953г. той публикува статия, посветена на тайнствена субстанция, предизвикваща изсветляване на кожата на жабите под действието на екстракт от пинеалната жлеза (епифизата) на кравите. След пет години упорит труд – през 1958г., екипът на професор Лернер успя да „залови” и идентифицира загадъчната субстанция, която получи интригуващото наименование мелатонин.
Първата част на това наименование – „мела”, произлиза от названието на пигментните вещества – т.нар. меланини, придаващи кафяв, тъмен или черен цвят при живите организми. Втората част – „тонин”, е свързана с изходното вещество – невротрансмитера серотонин, от което организмът синтезира мелатонина. От своя страна серотонинът, който изпълнява множество важни функции в човешкия организъм (регулира телесната температура, настроението, апетита, сексуалността, кръвосъсирването, агресивността и т.н.) се синтезира от есенциалната (която не може да се продуцира от човешкия организъм) аминокиселина триптофан. Интересът към мелатонина нарастна главоломно в края на миналия век, когато беше изяснена неговата регулаторна роля в човешкия организъм, нови щрихи към която се добавят и в наши дни.
Необичаен ажиотаж в научните среди и в публичното пространство предизвика книгата на Ръсел Райтер и Джо Робинсън „Мелатонинът – чудодейното природно лекарство за вашето тяло” (Melatonin:Your Body's Natural Wonder Drug). Не малка роля за това изигра и добре аранжираната медийна кампания, обслужваща фармацевтичната индустрия, която предвкусваше бъдещи сериозни печалби от тази загадъчна и многообещаваща субстанция. А междувременно учените изясниха, че синтезата на този удивителен хормон се осъществява в епифизата – шишарковидно тяло с размери от няколко милиметра, което е разположено между двете полукълба на главния мозък. До неотдавна епифизата се считаше за рудиментарен (закърнял) орган, подобно на апендикса.
С откритието на мелатонина беше поставено началото на задълбочено изследване на нейните функции в човешкото тяло, в което, както е известно, нищо не е случайно. В резултат епифизата се сдоби с престижното и тайнствено прозвище – трето око. По-късни изследвания показаха, че мелатонинът се синтезира още от ретината, епителните клетки и тези на костния мозък, както и от лимфоцитите. Това, което предизвика въпросния изключителен интерес към мелатонина, е неговата способност да регулира т.нар. циркадни ритми – биоритмите „сън-бодърстване”. Установено беше, че синтезата на мелатонина силно зависи от осветеността, като неговата максимална концентрация в кръвния ток се достига в интервала от 2 до 5 часа през нощта. За синтезата на мелатонин, освен аминокиселината триптофан, е нужно достатъчно количество въглехидрати, както и наличието на витамин В6 и минерала калций. За съжаление мелатонинът не се складира в организма и той трябва постоянно да се синтезира в необходимото количество, да се внася с ежедневния рацион или под формата на хранителна добавка.