Как короткие теломеры и воспаление способствуют развитию диабета

Хотите узнать, каков механизм запуска СД на клеточном уровне? Читайте отрывок из книги лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицины «Эффект теломер».

Книга, написанная Элизабет Элен Блэкберн, ученым-цитогенетиком, лауреатом Нобелевской премии в соавторстве с психологом Элиссой Эпель, по большому счету посвящена процессам старения на клеточном уровне. «Главными героями» этого произведения можно смело назвать теломеры — повторяющиеся фрагменты некодирующей ДНК, которые располагаются на концах хромосом. Теломеры, которые укорачиваются с каждым делением клетки, помогают определить, с какой скоростью стареют наши клетки и когда они умрут, в зависимости от того, насколько быстро те изнашиваются.

Выдающимся научным открытием стал тот факт, что концевые участки хромосом могут и удлиняться. Таким образом старение — это динамический процесс, который можно замедлить или ускорить, а в определенном смысле и пустить вспять.

Еще один важный нюанс: короткие теломеры способствуют развитию диабета.  О том, почему это происходит, и рассказывается в эксклюзивном отрывке из книги «Эффект теломер. Революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни», предоставленном нам для публикации издательством «Эксмо». 

Сколько бы вы ни весили, большой живот означает наличие проблем с обменом веществ. Это касается и людей с выступающим пивным животом, и тех, чей ИМТ в пределах нормы, но талия шире бедер. Под плохим обменом веществ обычно подразумевается наличие сразу нескольких факторов риска: брюшного жира, повышенного уровня холестерина, повышенного давления, инсулинорезистентности. Если врач обнаружит у вас любые три из этих факторов, то поставит диагноз «метаболический синдром», являющийся предвестником сердечных заболеваний, рака и одной из главных угроз здоровью людей в XXI веке — диабета.

БРЮШНОЙ ЖИР, ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ И ДИАБЕТ

Диабет — серьезнейшая угроза мирового масштаба. У этой болезни длинный и пугающий список долгосрочных последствий, в том числе сердечно-сосудистые заболевания, инсульт, потеря зрения, а также сосудистые нарушения, из-за которых может потребоваться ампутация. Более 387 миллионов людей по всему миру — почти 9% населения планеты — болеют диабетом.

Вот как возникает диабет II типа. Пищеварительная система здорового человека расщепляет еду на молекулы глюкозы. Бета-клетки поджелудочной железы вырабатывают гормон инсулин, который поступает в кровь и позволяет глюкозе проникать в клетки тела, чтобы те использовали ее в качестве топлива. Молекулы инсулина связываются с рецепторами на поверхности клетки подобно ключу, вставляемому в замочную скважину. Замок поворачивается, клетка открывает двери и пропускает внутрь молекулы глюкозы. Из-за избытка брюшного жира или жира в печени может развиться инсулинорезистентность, и в результате клетки перестают реагировать на инсулин должным образом. Их замки — инсулиновые рецепторы — выходят из строя, и ключ — молекулы инсулина — больше не в состоянии их открыть.

Молекулы глюкозы, которые не могут попасть через дверь в клетку, остаются циркулировать в крови. Сколько бы поджелудочная железа ни выделяла инсулина, глюкоза продолжает накапливаться в крови. Диабет I типа связан с нарушением работы бета-клеток поджелудочной железы, из-за чего те перестают вырабатывать достаточно инсулина. Возникает риск метаболического синдрома. И если не взять под контроль уровень глюкозы в крови, непременно разовьется диабет.

Сколько бы вы ни весили, большой живот означает наличие проблем с обменом веществ. Это касается и людей с выступающим пивным животом, и тех, чей ИМТ в пределах нормы, но талия шире бедер.

КАК КОРОТКИЕ ТЕЛОМЕРЫ И ВОСПАЛЕНИЕ СПОСОБСТВУЮТ РАЗВИТИЮ ДИАБЕТА

Почему у людей с большим количеством брюшного жира повышается инсулинорезистентность и возрастает вероятность диабета? Неправильное питание, малоподвижный образ жизни и стресс способствуют образованию брюшного жира и повышению уровня сахара в крови. У людей «с животом» теломеры с годами становятся короче, и вполне вероятно, что их сокращение обостряет проблему с сопротивляемостью инсулину.

В ходе датского исследования, в котором участвовали 338 близнецов, было установлено, что короткие теломеры — предвестники усиления инсулинорезистентности в течение ближайших 12 лет. В каждой паре близнецов у того из них, чьи теломеры были короче, отмечалась большая степень инсулинорезистентности. Ученые неоднократно демонстрировали наличие связи между короткими теломерами и диабетом. Короткие теломеры повышают риск развития диабета: у людей с наследственным синдромом коротких теломер вероятность столкнуться с этой болезнью гораздо выше, чем у остального населения. Диабет начинается у них рано и быстро прогрессирует. Исследования индейцев, которые по ряду причин подвержены повышенному риску диабета, также дают неутешительные результаты. У индейца с короткими теломерами вероятность развития диабета в течение пяти следующих лет в два раза выше, чем у представителей этой же этнической группы с длинными теломерами.

Метаанализ исследований, в которых участвовали в общей сложности более 7000 человек, показал, что короткие теломеры в клетках крови — надежный признак развития диабета в будущем.

Мы не только знаем механизм развития диабета, но даже можем заглянуть в поджелудочную железу и посмотреть, что в ней происходит. Мэри Арманиос вместе с коллегами показала, что у мышей при сокращении теломер по всему организму (ученые добились этого с помощью генетической мутации) бета-клетки поджелудочной железы теряют способность вырабатывать инсулин. Стволовые клетки в поджелудочной железе стареют, их теломеры становятся слишком короткими, и больше не удается пополнять ряды бета-клеток, которые ответственны за производство инсулина и регулирование его уровня. Эти клетки отмирают. И диабет I типа берется за дело.

При более распространенном диабете II типа бета-клетки не умирают, но нарушается их работоспособность. Таким образом, и в этом случае короткие теломеры в поджелудочной железе могут играть определенную роль. У здорового в остальном человека мостик от брюшного жира к диабету может проложить хроническое воспаление. Брюшной жир в большей степени способствует развитию воспаления, чем, скажем, жир в бедрах.

Клетки жировой ткани выделяют провоспалительные вещества, которые повреждают клетки иммунной системы, раньше времени делая их дряхлыми и разрушая их теломеры. Как вы помните, старые клетки, в свою очередь, принимаются безостановочно рассылать сигналы, стимулирующие воспаление, по всему организму — получается порочный круг. Если у вас есть избыток брюшного жира, вам следует позаботиться о том, чтобы защитить себя от хронического воспаления, коротких теломер и метаболического синдрома. Но прежде чем сесть на диету, чтобы избавиться от брюшного жира, дочитайте до конца: возможно, вы решите, что от диеты станет только хуже. Не расстраивайтесь: мы предложим вам альтернативные способы, позволяющие нормализовать обмен веществ.

теломер
У каждой хромосомы есть теломеры — концевые участки, которые состоят из нитей ДНК, покрытых специальным защитным слоем белков. На рисунке теломеры, окрашенные в синий цвет, изображены в неправильном масштабе, на их долю приходится не более одной десятитысячной длины ДНК.

ДИЕТЫ —СПЛОШНОЕ РАЗОЧАРОВАНИЕ (НУ СЛАВА БОГУ)

Диеты, теломеры и обмен веществ связаны между собой, но это весьма непростая взаимосвязь. Перед вами выводы, к которым пришли разные специалисты, изучавшие влияние похудения на теломеры.

  • Похудение замедляет скорость сокращения теломер.
  • Похудение не влияет на теломеры.
  • Похудение способствует увеличению длины теломер.
  • Похудение приводит к сокращению теломер.

Противоречивые наблюдения, не правда ли? (Последний вывод был получен при исследовании людей, перенесших бариатрическую операцию: спустя год их теломеры стали заметно короче. Но это могло быть следствием физического стресса, связанного с операцией).

Мы считаем, эти противоречия в очередной раз свидетельствуют о том, что вес сам по себе не имеет особого значения. Похудение лишь в общих чертах позволит предположить, что обмен веществ изменяется в лучшую сторону. К числу таких изменений относится избавление от брюшного жира. Достаточно снизить общий вес — и количество жира вокруг талии неминуемо уменьшится, особенно если вы станете активнее заниматься спортом, а не просто сократите потребление калорий. Еще одно положительное изменение — повышение чувствительности к инсулину. Ученые, на протяжении 10–12 лет наблюдавшие за группой добровольцев, выяснили: по мере того как те прибавляли в весе (что с возрастом характерно для большинства людей), их теломеры становились короче. Тогда ученые решили определить, какой фактор играет большую роль — лишний вес или степень инсулинорезистентности, которая идет с ним рука об руку. Оказалось, что именно инсулинорезистентность прокладывает дорогу избыточному весу, если можно так выразиться.

Мысль о том, что заботиться об обмене веществ гораздо важнее, чем просто худеть, исключительно важна, а все потому, что диеты могут нанести организму серьезный удар.

Стоит нам похудеть, как в игру вступает внутренний механизм, который мешает закрепить полученный результат. Организм как будто старается поддерживать определенный вес и, когда мы худеем, замедляет обмен веществ, чтобы вернуть себе утраченные килограммы (метаболическая адаптация). Это общеизвестный факт, но никто и представить не мог, как далеко может заходить подобная адаптация. Печальный урок нам преподали отважные добровольцы, согласившиеся участвовать в реалити-шоу «Потерявший больше всех» («The Biggest Loser»). Его идея проста: очень толстые люди соревновались между собой в том, кто больше похудеет за семь с половиной месяцев с помощью диеты и упражнений.

Доктор Кевин Холл вместе с коллегами из Национального института здравоохранения решил проверить, как столь быстрое избавление от значительного количества килограммов сказалось на обмене веществ участников, которые к концу шоу сбросили до 40% от начального веса (порядка 58 килограммов). Шесть лет спустя Холл измерил их вес и уровень обмена веществ. Большинство из них поправились, но смогли удержаться на уровне, который соответствовал 88% от исходного веса (до участия в шоу). А вот что самое неприятное: к концу программы их обмен веществ замедлился настолько, что организм стал ежедневно сжигать на 610 калорий меньше.

Через шесть лет, несмотря на вновь набранный вес, метаболическая адаптация сделалась еще более выраженной, и теперь бывшие участники шоу сжигали в день на 700 калорий меньше исходного показателя. Неожиданно, не правда ли? Конечно, мало кто худеет так сильно и так быстро, но у каждого из нас скорость обмена веществ после похудения все равно замедляется, пусть и в меньшем масштабе. Причем данный эффект сохраняется и после повторного набора утраченных килограммов.

Этот феномен известен как кругооборот веса: человек, сидящий на диете, то сбрасывает вес, то набирает его, и снова сбрасывает и набирает, и так до бесконечности.

Из тех, кто стремится похудеть, менее чем 5% удается строго придерживаться диеты и закрепить достигнутый результат хотя бы на пять лет. Оставшиеся 95% либо вообще бросают попытки похудеть, либо то и дело продолжают их, периодически садясь на диету, худея, а потом опять поправляясь. Для многих из нас такой подход стал частью образа жизни, особенно для женщин, которые дружно шутят по этому поводу (например: «Внутри меня сидит стройная девушка, которая так и просит, чтобы ее выпустили. Обычно я даю ей печенье, и она успокаивается»). А ведь установлено, что кругооборот веса приводит к сокращению длины теломер. Кругооборот веса так сильно вредит нашему здоровью и настолько распространен, что мы хотим донести эту информацию до каждого. Люди, регулярно садящиеся на диеты, жестко ограничивают себя на какое-то время, а затем не выдерживают и принимаются объедаться сладостями и прочей дрянью. Резкие переключения между режимами ограничения и переедания — крайне серьезная проблема.