Гликация белков, метаболическая память и старение

гликозилированиеПриветствую всех! Мое личное убеждение, что человек не должен умирать от болезней. Техногенные катастрофы, стихийные бедствия, смерть по неосторожности, травмы еще можно допустить, но со смертью от заболеваний, особенно социальных, я не могу смириться.

Сегодня поговорим о том, что нас старит и медленно убивает с самого рождения — гликация (гликозилирование, гликирование) белков следствие реакции Майяра и феномен метаболической памяти.

Современная жизнь и прогресс дает нам огромные шансы жить долго и здорово, но они же создают массу препятствий (соблазнов), которые все время уводят человека с намеченной цели — плодотворному здоровому долгожительству.

Что такое старение

В начале XX века средняя продолжительность жизни составляла всего 40-45 лет. Сейчас же цифры переваливают за 70 летний рубеж.

В связи с увеличением продолжительности жизни и другим факторами, начали появляться болезни, которые были неведомы в прошлые столетия. Многие тогда просто не доживали до рака, старческого слабоумия, диабета, инфарктов и других социально значимых заболеваний.

гликация

Проблема вечной молодости всегда стояла остро, в любые времена, и только сейчас ученым удалось приблизиться к началу разгадки этой соблазнительной и манящей тайны.

Существует множество гипотез и доказанных механизмов старения человеческого организма. Одним из таких механизмов является теория гликации белковых структур организма. Обратите внимание, что под словом старение я не имею в виду только внешний вид (морщины, обвисание кожи и прочие повреждения кожных покровов с возрастом).

Старение организма происходит на всех уровнях строения любой ткани и внутренних органов: начиная с ДНК, заканчивая целыми системами. И данный механизм гликозилирования или гликирования, как еще называют гликацию белков, подходит для каждого органа и системы человека. Давайте поподробнее рассмотрим, что это за губительный процесс.

к содержанию

Что такое гликозилирование, гликирование и гликация

По своей сути все три термина обозначают одно и то же — сложная цепная биохимическая реакция между аминокислотами (читай белками), жирами, ДНК и свободных моносахаридов (глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза и другие), приводящая к формированию конечных продуктов гликирования — карбоксиметиллизин, метилглиоксаль, глиоксаль, 1-, 3-деоксигликазон, А-Р дион и другие. Этот процесс называется реакцией Майяра.

Конечные продукты гликирования обладают колоссальным разрушающим действием, а в английской интерпретации звучит, как Advanced Glycosylation End-products или сокращенно AGE. Удивительно, но в переводе на русский слово AGE означает ВОЗРАСТ. Интересно, намеренно ученые придумали такое название или нет?

К слову сказать, данный процесс происходит и в норме, но в небольшом количестве и организм может быстро исправить нарушения. Как это происходит с раковыми клетками, которые каждый день у нас появляются, но иммунная система не дает им переродиться в опухоль.

гликирование митохондриальных белков

А вот когда простых углеводов становится очень много, то повреждения накапливаются, накапливается количество AGE и старение организма ускоряется, а также приобретаются сопутствующие заболевания.

ВНИМАНИЕ! Если вы думаете, что виноваты только сладости и выпечка, то вы ошибаетесь. Сложные углеводы (олиго- и полисахариды), которые находятся в крупах, зерновых, макаронах, крахмалистых овощах, фруктах при всасывании в ЖКТ расщепляются на мономеры (глюкозы, фруктоза и прочие). Поэтому скушав тарелку гречки, будьте уверены, что уровень моносахаридов через час-другой у вас будет достаточно высок.

Я не призываю полностью исключать углеводистые продукты, но осмысленно подходить к выбору продуктов и не питать иллюзий, что раз вы не едите сладкое, то у вас все в порядке.

Сахар имеет много названий. Вот некоторые из них: глюкозно-фруктозный сироп, «сироп фруктозы», ГФС, HFCS, GFS, сахароза, мальтоза, кукурузный сироп, патока, сахарный тростник, кукурузный сахар, сахар-сырец, мед, фруктовый концентрат, мед, кленовый сироп, измельченный солод, кукуруза и ее производные,  рисовый и кукурузный сироп, патока, черная патока, сырец, сироп сушеного тростника, инвертный сахар, сироп коричневого риса, сок белого винограда или другие фруктовые концентраты.

AGE приводят:

  • к эндотелиальной дисфункции, а она в свою очередь к атеросклерозу
  • к митохондриальной дисфункции и поражению нервной ткани (полинейропатии, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз и другие когнитивные нарушения)
  • склеивание молекул коллагена и эластина соединительной ткани (морщины, поражение стенок сосудов, нарушение клубочковой фильтрации почек, поражение суставных связок, костей, а также других тканей)
  • к поражению ДНК
  • к стимуляции оксидативного стресса, т. е. процессов окисления
к содержанию

Где встречается реакция Майяра

Данная реакция встречается не только в живом организме, но и в кулинарии. Коричневая хрустящая ароматная корочка на хлебе, вареная сгущенка, жаренная картошечка, подрумяненный стейк — всех их объединяет высокий уровень AGE.

Эту реакцию можно сравнить с реакцией карамелизации, в результате продукт приобретает коричневый цвет за счет образования меланоидиновых пигментов. Поэтому данные вещества не только образуются в нашем организме, но и попадают к нам с пищей. Кому еще жареной картошечки?

гликирование

Процесс образования конечных токсичных продуктов многоступенчатый, отчасти необратимый и всегда универсален будь то кусок мяса или сосудистая стенка человека. AGE из организма не выводятся. Они могут вывестись только со сменой клеток, т. е. когда поврежденные ткани полностью обновятся. А если структурный элемент меняется раз в 100 лет, как например, коллаген?

Страшно то, что процесс гликации полностью автономный процесс, для него не нужны специальные ферменты, которые можно заблокировать лекарствами. Для того, чтобы реакция шла нужны только температурный режим и субстрат, т. е. простые сахара в кровеносном русле. Чем больше сахар крови, тем больше образуется конечных продуктов гликозилирования. Вспомните об анализе на гликированный гемоглобин.

Это не что иное, как повреждение молекулы гемоглобина путем присоединения молекулы глюкозы. В таком виде гемоглобин не может выполнять свои функции. Хорошо, что эритроциты живут всего 3 месяца, а потом на их место встают новые, девственно чистые!

к содержанию

Гликирование коллагена

Доля коллагена в организме составляет 20-30 % всей массы тела. Он встречается в каждом органе. Основные органы, включающие в себя коллагеновые молекулы: кожа, сухожилия, связки, межпозвоночные диски, клубочки почек, кости, стенка сосудов. Именно коллаген придает органу его форму.

Молекула этого белка состоит из трех цепочек аминокислот, скрученных в правостороннюю спираль. Спиральки удерживаются между собой поперечными сшивками, которые представляют собой боковые цепи остатков аминокислоты лизин. Именно к этим остаткам прикрепляется глюкоза, образуя AGE.

гликозилирование белков

Чем старше человек, тем больше поперечных связей. Чем больше поперечных связей (сшивок), тем менее эластичной становится молекула коллагена. Чем выше и длительно держится высокий уровень сахара в крови, тем больше образуется AGE, а значит поперечных связей в молекуле коллагена. Цепочки коллагена как бы склеиваются между собой, нарушая нормальную работу элемента, и это необратимый процесс.

При гликации коллагена происходит:

  • нарушается эластичность сосудов, возникает повышенная хрупкость, возникновение воспаления в их стенке, утолщение ее и сужение просвета, вследствие этого нарушение кровоснабжения органов и тканей, а также предпосылки для атерогенеза
  • снижается эластичность и упругость кожи лица и тела, появляются морщины, обвисание контура лица, мешки под глазами, второй подбородок, ухудшается общий цвет лица (и все это без учета возрастного снижения синтеза коллагена)
  • уменьшается подвижность суставов и растяжимость связок
  • возникают дегенеративные процессы в межпозвоночных дисках
  • повышение хрупкости костей, остепороз и остеопения
  • утолщение базальной мембраны почек, что приводит к снижению их функции (механизм нефропатии при диабете)
  • помутнение хрусталика и катаракта

К сожалению, никакими средствами очистить молекулы коллагена от вредных конечных продуктов гликации нельзя. Хотя в настоящее время ученые работают над поиском таких средств, чтобы разрывать эти крепкие опасные связи.

ВНИМАНИЕ! Если вы думаете, что все, что я здесь пишу касается только людей с высокими уровнями сахара, то вам придется прочесть статью еще раз, поскольку вы так и не поняли, что речь идет об обычных условно здоровых людях тоже, у которых пока нет диабета и возможно даже не будет, но процессы гликолизирования у них уже идут.

Просто у диабетиков этот процесс выражен еще сильнее и мощнее. И чем выше общий уровень сахара в крови, чем чаще случаются скачки сахара от неумеренного потребления углеводов, даже если сахар крови при этом в нормальном диапазоне, тем быстрее начинают тикать часы, неотвратимо приближая старение.

Обязательно расскажите об этом всем своим знакомым, родным, пересмотрите образ жизни своих детей, поскольку чем раньше, вы начнете следить за степенью гликации белков, тем медленнее будут двигаться стрелки биологических часов. Жаль, что всю сознательную жизнь я провела в углеводном пьянстве. Всего 7 лет, как я в завязке.

к содержанию

Гликолизирование ДНК и нуклеотидов

Как оказалось, процесс гликации затрагивает не только белковые структуры, но проникает гораздо глубже. Это процесс поражает структуры, которые являются хранителем информации всего организма — ДНК и нуклеиновые кислоты.

В результате происходят различного рода мутации и поломки генома, укорачиваются хромосомы. А если гены будут неправильными, аномальными, то в результате будут синтезироваться неправильные белки, которые не будут полностью выполнять свою функцию.

гликация кожи

Окисление (образование свободных радикалов), воспаление и гликация — вот три основных причины меняющих нашу ДНК и не в лучшую сторону.

к содержанию

Связывание аминокислот

Моносахара связываются абсолютно с любой аминокислотой в том числе и с незаменимыми. Самые важные из них, которых всегда бывает мало — это лизин, треонин, аргинин и метионин. Если произошло гликирование этих веществ, то этот комплекс создается навсегда и аминокислота уже не может выполнять свою важную роль. Поэтому часто при сахарном диабете имеется дефицит по этим аминокислотам.

Дефицит треонина приводит к уменьшению общего уровня энергии, снижению мышечной массы, задержкой роста у детей.

Недостаток аргинина приводит к снижению синтеза окиси азота, который является вазодилататором, т. е. расширяет сосуды.

Нехватка лизина приводит к нарушению синтеза коллагена и других белков.

Метионин участвует в липидном обмене в печени и оказывает антихолестерическое действие. При его нехватке ухудшаются показатели липидного профиля.

к содержанию

Что такое метаболическая память

Феномен метаболической памяти (гипергликемическая память, сосудистая память) означает, что высокий уровень гликемии запоминается клетками и тканями, а именно сетчаткой, сосудами, почками, периферическими нервами. И несмотря на последующую нормализацию уровня гликемии в этих тканях продолжаются патологические процессы, вызывающие осложнение.

Если период гипергликемии длился долго, то эта память становится только крепче. Данный феномен связан непосредственно с AGE, о которых я говорила выше, а также с оксидативным стрессом. Ученые полагают, что гликация ДНК, а также митохондриальных белков могут вызывать такой феномен и поддерживать его длительное время.

конечные продукты гликирования

И требуется значительное время, чтобы этот генетический материал восстановился. А в этом я абсолютно уверена и не я одна. Зарубежные авторы считают (например, Джек Круз), что гены предопределяют только 30 % нашего состояния здоровья, за остальные 70 % ответственны мы сами.

Человек в силе сам влиять на экспрессию генов путем изменения образа жизни, стиля питания, восполнения питательных веществ, физической нагрузкой и даже тем, о чем он думает, т. е. силой мысли. Наука, изучающая такие способности называется ЭПИгенетика, т. е. дословно «НАДгенетикой».

Впервые о феномене метаболической памяти заговорили после одного исследования, о котором я сейчас расскажу.

Изучались сетчатки собак. Собак разделили на 4 группы. У первой группы нормализовали уровень сахара через 2 месяца стимулированной гипергликемии, у второй сахар крови нормализовали через 2,5 года, в третьей группе все время был нормальный сахар крови, а в четвертой все время исследования был высокий сахар крови. Через 5 лет от начала эксперимента сравнили изменения на сетчатках собак из всех групп.

Оказалось, что у собак, у которых быстро нормализовали сахар (через 2 месяца) наблюдались незначительные признаки ретинопатии, такие же, как у собак из третьей группы.

В то время у собак, которым нормализовали уровень сахара только через 2,5 года, частота и выраженность ретинопатии была сопоставима с собаками из 4 группы, где все 5 лет был декомпенсированный сахарный диабет.

Позже существование данного феномена подтвердилось в исследованиях на людях, в частности исследование ADVANCE не показало существенного снижения осложнений при строгом контроле гликемии. А в исследовании UKPDS не было замечено снижение частоты инфарктов у людей с последующей нормализацией гликемии. Более подробно смотрите в видео, которое я подготовила ниже.

Другими словами, после длительной гипергликемии патологические процессы останавливаются не сразу. Это невозможно, как невозможно быстро остановить поезд, движущийся на всех парах. На восстановление требуется время, возможно даже больше, чем период декомпенсации. Именно поэтому о нормализации уровня сахара нужно думать уже сейчас! Если вам действительно ценно свое здоровье, то отложите все свои «не могу», «не хочу», «не время» и прочие отговорки.

Все ждут, когда придет время, но время почему-то только уходит…

Сейчас ученые ищут лекарства, средства и методы, способные «выключать» эту метаболическую память. И самым первым шагом будет снижение образования конечных продуктов гликирования (AGE). Этой статьей я хотела показать еще раз важность быстрой нормализации сахара в крови при первичном выявлении диабета или нарушения толерантности к глюкозе.

Главным является уменьшение потребления углеводов, как способ уменьшить уровень гликации структурных белков организма и продлить молодость, отодвигая старение.

Для пациентов с сахарным диабетом 1 типа нужно стремиться быстрее разобраться с премудростями инсулинотерапии, не жалеть денег, сил и времени на хорошую компенсацию в первые годы, а может первые 10-15 лет после выявления заболевания. Эта рекомендация провомочна и для людей со 2 типом.

Если вы не позаботитесь сейчас, пожалеете ресурсов, то дальше будет еще хуже, придется платить за свое бездействие.

С теплотой и заботой, эндокринолог Лебедева Диляра Ильгизовна

P.S. Уникальное видео о метаболической памяти при нарушении углеводного обмена (диабете 1 и 2 типа). Смотреть всем до конца!

Наверх