Энергия жизни. Как изменить метаболизм и сохранить здоровье

Глава 1

Разобщенная медицина против энергоцентричного здоровья

По окончании медицинской школы мне предстояло выбрать одну из 42 специальностей: одну часть тела, которой я посвящу свою жизнь.

Разделение – вот что определяет современную медицину. Начиная с первого года обучения в медицинском институте, я переходила от широкого взгляда на тело ко все более узкому. Когда я выбрала специальность врача в колледже, я оставила изучение физики и химии и сосредоточилась исключительно на биологии. Я вызубрила все факты по анатомии человека, больше не обращая внимания на другие биологические системы, такие как растения и животные. Став ординатором, я сосредоточилась на проведении операций на одной конкретной области – голове и шее и мало думала об остальном теле.

Если бы я завершила пятилетний курс обучения, то получила бы право еще больше сконцентрироваться на подспециальности в рамках основной специальности. Я могла бы стать ринологом (специализирующимся исключительно на носе), ларингологом (специализирующимся исключительно на гортани), отологом (специализирующимся исключительно на трех крошечных косточках внутреннего уха, а также улитке и барабанной перепонке) или специалистом по раку, локализованному в области головы и шеи (среди прочих вариантов). Главной целью моей карьеры было бы становиться все лучше и лучше в лечении все меньшей и меньшей части тела.

Если бы я стала лучшей в своем деле, возможно, медицинский истеблишмент даже назвал бы в мою честь болезнь какой-нибудь части тела, как это сделали в честь декана Стэнфордской медицинской школы – всемирно известного отолога доктора Ллойда Б. Минора, который всю свою карьеру посвятил примерно семи квадратным сантиметрам тела. В заболевании, названном в его честь, – синдроме Минора – микроскопические изменения в костях внутреннего уха, как полагают, приводят к различным балансовым и отологическим симптомам. Ллойд Минор представлял собой воплощение успеха врача: сосредоточьтесь на своей специальности и поднимайтесь по карьерной лестнице. Таким образом вы также защищаете себя: для обычного врача оставаться в своей области – значит не нести ответственность за неправильное лечение того, что выходит за рамки его практики.

К пятому курсу я стала главным ординатором по отологии – субспециальности, занимающейся теми семью квадратными сантиметрами тела в области уха, которые контролируют слух и равновесие. Я часто встречалась с такими пациентами, как Сара, 36-летняя женщина, которая обратилась в отологическую клинику, измученная трудноизлечимой мигренью, приступы которой случались более десяти раз в месяц. Поскольку для этого изнурительного неврологического заболевания могут быть характерны головокружение и слуховые симптомы, больные часто попадают в это специализированное отделение, пробираясь через лабиринт врачей разных специальностей. После десятилетия тяжелых приступов мигрени мир Сары резко сузился. Вследствие своей инвалидности она в основном проводила время дома, и ее существование определялось ее самочувствием. Она была настолько чувствительна к свету, что всегда носила солнцезащитные очки и ходила с тростью из-за воспалительного артрита. Рядом с ней всегда была собака-поводырь.

Изучив сотни страниц ее медицинских карт, отправленных по факсу, я обнаружила, что в течение последних лет она обращалась к восьми специалистам в надежде избавиться от постоянных и болезненных симптомов. Невролог прописал ей лекарства от приступов мигрени. Психиатр рекомендовал ей селективный ингибитор обратного захвата серотонина (СИОЗС) для лечения депрессии. Кардиолог дал лекарства от гипертонии. Специалист по паллиативной медицине назначил лекарственные средства от непрекращающейся боли в суставах. Несмотря на все эти рекомендации и лекарства, Сара продолжала страдать.

Осторожно пролистав документы, я почувствовала себя подавленной. Что еще я могла предложить этой женщине, чего она не пробовала?

В ряду своих обычных вопросов о мигрени я спросила, попробовала ли она диету для устранения мигрени. Она не слышала о такой диете. Это меня удивило. В наших клиниках можно было найти печатные памятки на эту тему, чтобы давать их таким пациентам, как она. Но диетологические вмешательства… не казались моим коллегам достаточно результативными, чтобы о них упоминать. Вместо этого ее отправили на анализы, сделали дорогостоящую компьютерную томографию, прописали психотропные и другие лекарства – одно за другим. Она заметно погрустнела, слушая, как я рассказываю об обнадеживающих возможностях диеты, исключающей продукты, провоцирующие мигрень. Если бы такая обыденная вещь, как еда, могла помочь, говорил язык ее тела, медицинские работники давно бы ей об этом сказали. Она пришла за еще одним лекарством.

Я не в первый раз столкнулась с подобным сценарием. Пациенты часто приходили с не поддающимися лечению хроническими заболеваниями, неся с собой стопки бумаг. Но Сара была слишком молода для таких страданий, и ее так часто и безрезультатно перебрасывали от одного специалиста к другому, что в ее случае сбой системы был особенно очевиден и удручающ. Она была больна и чувствовала себя все хуже, страдая не от одного, а от нескольких хронических заболеваний. Она еще не догадывалась (но это было очевидно для меня), что срок ее жизни почти наверняка сокращался. Она была разочарована полученным уходом, но все еще зависела от него – даже цеплялась за него.

Я пыталась скрыть свой дискомфорт. Вправе ли я выписать еще один рецепт, не убедив Сару попробовать несколько простых стратегий, подкрепленных убедительными данными? Мой желудок буквально сводило от осознания того, что очередное лекарство не станет той волшебной таблеткой, которая радикально изменит ее жизнь. Мы с ней могли бы сыграть по правилам: понадеяться на новое лекарство, встретиться на повторном приеме через шесть недель, посмотреть, как оно работает, и расстаться, успокаивая себя, что мы сделали все, что могли. Но на каком-то уровне мы обе знали, что причиной болезни Сары, мучающей все ее тело, является не «недостаток лекарств».

Я могла бы сделать то, что делали другие врачи, которым была доверена забота о ней, – и то, чего все явно от меня ожидали: поставить диагноз в соответствии с симптомами, исключить серьезные угрозы для жизни, выписать рецепт, ввести коды для выставления счетов и двигаться дальше. Это была бы респектабельная медицинская практика. Но Сара и другие сложные случаи, подобные этому, заставили меня искать иные подходы к лечению, смотреть в будущее и задаваться вопросами о причинах появления всех этих симптомов.

Если вы в чем-то сомневаетесь, всегда начинайте с вопросов. И в случае с Сарой очевидным стал такой: были ли ее заболевания действительно разными, или их что-то связывало, чего я и мои коллеги не могли заметить?

Просматривая ее анализы, я заметила, что у нее повышен один из маркеров воспаления. Я смутно припоминала, что в медицинском колледже мне рассказывали, будто бы этот показатель повышен при таких заболеваниях, как диабет и ожирение. Я отметила, что у Сары также был воспалительный артрит. Здесь имело место хроническое воспаление. Поэтому я задала еще один вопрос: может ли воспаление провоцировать мигрень? Удивительно, но быстрый поиск в PubMed[1] предложил более тысячи научных работ, связывающих эти два факта.

Я хорошо знала, что воспаление – это отек, жар, покраснение, гной или боль, возникающие, когда иммунные клетки устремляются к месту травмы или инфекции. Все эти симптомы полезны: они указывают на то, что происходит надежная и скоординированная защита, направленная на сдерживание, устранение и заживление поврежденных или находящихся под угрозой тканей. Иммунная система всегда ищет все чужеродное, нежелательное или вредное и реагирует таким образом в течение нескольких секунд после обнаружения чего-то угрожающего. После того как проблема решена, иммунная система выключает воспаление и все возвращается в норму. Жар, покраснение, отек и боль проходят.

Но внешний осмотр Сары и другие лабораторные показатели сбивали с толку. У нее не было ни травм, ни какой-то явной инфекции, которую можно было бы заметить. Но ее воспалительная реакция была активна – и оставалась активной до такой степени, что наносила ущерб ее организму. Почему иммунная система должна оставаться настолько включенной и пребывать в постоянном состоянии тревоги и защиты – хронически воспаленной – вне острых ситуаций, тем самым разрушая ткани организма?

Когда я задумалась о том, что я лечила как лор-хирург, меня поразило одно: практически все это были воспаления. В медицине суффикс – itis означает воспаление, и в нашей практике были sinusitis, tonsillitis и так далее: синуситы, тонзиллиты, фарингиты, ларингиты, отиты, хондриты, тиреоидиты, трахеиты, аденоидиты, риниты, эпиглоттиты, сиаладениты, паротиты, целлюлиты, мастоидиты, остеомиелиты, вестибулярные невриты, лабиринтиты, глосситы и многое другое. Я была специалистом по воспалениям и даже не подозревала об этом! Будучи лор-врачом, я должна была потушить воспаление, где бы оно ни появилось: в ухе, носу или горле. Часто это требовало использования пероральных, назальных, внутривенных, ингаляционных и местных противовоспалительных препаратов – всевозможных средств для борьбы с иммунной системой, которая так сильно разбушевалась в этих органах.

Предположим, что лекарства не помогли, как это было с моей пациенткой с синуситом Софией. В этом случае мы можем перейти на следующий уровень лечения: хирургическое вмешательство, в ходе которого сделать отверстия в теле пациента, чтобы уменьшить непроходимость, вызванную воспалением, и дать воспалительной жидкости – экссудату – вытечь. Иногда мы вмешиваемся механически и устраняем анатомическую преграду для уменьшения отека. Мы можем вставить трубки через барабанную перепонку, чтобы дать жидкости стечь, просверлить кости черепа, чтобы вывести гной, или вставить баллон и с его помощью расширить дыхательные пути, суженные хроническим воспалением.

Лекарства и операции на время гасили воспаление или сводили его последствия к минимуму – как если бы мы усмиряли захватчика тактическим приемом джиу-джитсу, – но ткани часто снова опухали или гной снова скапливался в той области, которая была заблокирована. Но в наши врачебные обязанности не входило искать причины, по которым воспаление продолжает развиваться.

Счищая с медицинской проблемы, как с луковицы, слой за слоем, я переходила от одного вопроса «почему» к другому. Почему иммунная система моих пациентов, Софии и Сары, была так хронически активирована? Почему клетки, которые должны быть здоровыми, посылали сигналы опасности, прося иммунные клетки прийти им на помощь? Я не могла увидеть или обнаружить очевидную угрозу, например порез или инфекцию, не могли этого и мои пациенты. Так почему же эти клетки были так «напуганы» на микробиологическом уровне?

Я размышляла над анализами Сары и маркером воспаления, который, как я знала, был тесно связан с хроническими заболеваниями, такими как диабет, ожирение и аутоиммунные заболевания. И вдруг меня осенило. Может быть, все ее симптомы – не только те, которые находятся в моей компетенции как лора, – вызваны воспалением? Неужели один механизм управляет столькими различными состояниями? Неужели каждая часть ее тела с ужасом реагирует на одни и те же невидимые угрозы? С моей сегодняшней точки зрения, эта истина кажется совершенно очевидной. Исследования показали, что хроническое воспаление является важнейшим провокатором всех видов заболеваний и состояний, и далеко не только в области уха, носа и горла: от рака и сердечно-сосудистых заболеваний до аутоиммунных и кожных болезней, респираторных инфекций, желудочно-кишечных и неврологических расстройств. Однако в институциональной медицинской культуре не было принято фокусироваться на этих связях и углубляться в причины воспаления.

Тогда я начала понимать, как много я знаю. Со студенческих времен, когда, выполняя обязательную курсовую работу по гистологии, я рассмотрела под микроскопом сотни образцов человеческих тканей, я испытывала благоговение перед почти 40 триллионами клеток, из которых состоит человеческое тело, перед их сложностью и важностью для жизни, а также перед тем, что все, что мы собой представляем, – это совокупность клеток. Они хранят в себе столько информации! Каждая клетка – это маленькая вселенная, в которой кипит активная работа. И результатом этой работы является человеческая жизнь.

Наши клетки не могут рассказать нам, чего они боятся. Однако если посмотреть на ситуацию их глазами, ответы на вопросы «почему» находятся – да, сложные, но не такие уж непостижимые.

После того как я покинула должность главного ординатора в университете, у меня появились новые возможности для исследований и открытий. Решив заполнить пробелы, которые оставило мое традиционное образование, и чувствуя себя бесконечно более здоровой и энергичной, я с воодушевлением углубилась в изучение биохимии питания, клеточной биологии, системного анализа, сетевой биологии и функциональной медицины, и это буквально произвело революцию в моем понимании здоровья и болезни. Я познакомилась с десятками врачей, которые, как и я, покинули престижные институты в поиске лучшей медицины, стремясь найти способы помогать пациентам исцеляться, а не устранять симптомы. Вдохновленная и почувствовавшая «второе дыхание», я вскоре открыла небольшую медицинскую практику в районе Перл в Портленде, в коворкинге с панорамными окнами и множеством растений. Я сообщила нескольким друзьям и коллегам, что делаю нечто иное: вместо того чтобы предлагать помощь больным, я сосредоточилась на создании здоровья. Вместо того чтобы лечить болезни, спускаясь с вершины медицинской пирамиды к проблемам пациента, я буду работать над восстановлением и поддержанием здоровья у ее основания, проводя глубинные интервью и составляя индивидуальные планы. Вместе с пациентами мы строили фундамент крепкого и здорового тела с нуля. Обо мне пошли слухи: мое расписание быстро заполнилось.

Многие пациенты приходили ко мне на прием с комплексом хронических и трудноразрешимых на первый взгляд заболеваний, как у Сары и Софии. Но теперь мы начинали лечить проблему с другого конца: с фундаментального клеточного уровня. Я стремилась дать клеткам то, что им нужно для работы, и устранить то, что их блокирует, с упором на изменения в питании, образ жизни и общую клеточную поддержку. Результаты, которых достигали мои пациенты, были разными – но очень часто поистине преображающими. Длящиеся годами трудности: увеличение веса, плохой сон, неутихающая боль, хронические заболевания, высокий уровень холестерина и даже репродуктивные проблемы – начинали решаться иногда за несколько недель, иногда за несколько месяцев. Воспаление исчезало и больше не появлялось. Бывало, что пациенты уменьшали дозу и даже отменяли прием лекарств. К людям, которым мне посчастливилось помогать, возвращались надежда и оптимизм по поводу того, какой может быть жизнь. Часто исцеление наступало, если мы предпринимали меньше усилий, а не больше: когда я делала противоположное тому, чему всегда училась, – добавлять следующее лекарство и следующее вмешательство.

Занимаясь медициной по-новому, я узнала много нового. Оказалось, что воспаление, которое приводит к болезням, боли и страданиям, возникает из-за того, что функционирование наших клеток нарушается, а это влияет на то, как они действуют, сигнализируют и воспроизводят себя. Стало совершенно ясно: если мы действительно хотим восстановить здоровье тела и разума, мы должны заглянуть на один уровень глубже, в самый центр клеток, а не просто изучать механизм воспаления.

После многих лет поисков ответа на вопрос, что вызывает воспаление у таких пациентов, как Сара, я нашла его, и он оказался удивительно простым: хроническое воспаление часто является защитной реакцией клеток нашего тела на плохую энергию. Иммунные клетки устремляются к тем участкам тела, которые подвергаются опасности, и начинается воспаление.

Когда клетка обессилена, она метаболически нефункциональна, с трудом вырабатывает энергию и не справляется со своей повседневной работой. Это угрожающее состояние. Такая клетка посылает химические сигналы тревоги и призывает на помощь иммунную систему. Пытаясь помочь, иммунные клетки наносят огромный сопутствующий ущерб, создавая в буквальном смысле гражданскую войну внутри организма в попытке защитить его от самого себя, что приводит к ухудшению самочувствия. Это ключевая причина, по которой хроническое воспаление обычно сопровождается метаболической дисфункцией и различными симптомами.

Перспектива погружения в мир клеточной биологии кажется пугающей. Но есть один простой показатель, который может изменить наше представление о здоровье и болезни: это то, насколько хорошо или плохо митохондрии в клетке производят энергию.

Скорее всего, вы слышали слово «митохондрия», а возможно, знаете еще из курса школьной биологии, что это «энергетический центр клетки». Митохондрии преобразуют энергию пищи в клеточную энергию. Эти крошечные органеллы являются биологическими трансформаторами: они получают продукты расщепления пищевых веществ и преобразуют их в энергию, которую клетки могут использовать для выполнения своих многочисленных задач. Различные типы клеток в организме – печени, кожи, мозга, яичников, глаз и так далее – имеют разное количество митохондрий внутри. В одних клетках их сотни тысяч, в других – всего лишь горстка, в зависимости от того, какую работу должна выполнять клетка и каковы ее энергетические потребности для обеспечения этой работы.

Когда организм здоров, в процессе пищеварения жирные кислоты из содержавшихся в пище жиров и глюкоза (сахар) из содержавшихся в пище углеводов расщепляются. Затем они попадают в кровь и транспортируются в отдельные клетки. Далее глюкоза расщепляется внутри клетки. Эти молекулы переносятся в митохондрии и в результате ряда химических реакций образуют электроны (заряженные частицы). Электроны проходят через специализированные митохондриальные механизмы, чтобы в конечном счете синтезировать аденозинтрифосфат (АТФ). Это самая важная молекула в человеческом организме: она является энергетической валютой, которая «оплачивает» всю деятельность внутри наших клеток, а значит, оплачивает нашу жизнь.

Как оказалось, АТФ очень много. Ежесекундно в нашем организме происходят триллионы и триллионы химических реакций, которые поддерживают в нас жизнь! Все эти действия происходят за счет энергии – АТФ, его вырабатывают митохондрии, и его всегда требуется немало. Без всей этой суматохи мы бы развалились на части в буквальном смысле слова; мы бы рассыпались на части без энергетической силы, удерживающей все наши составные части вместе.

Несмотря на то что АТФ – микроскопическая молекула, средний человек производит суммарно около 40 килограммов АТФ в день – постоянно производя, используя и перерабатывая его так быстро, что мы даже не замечаем этого. Каждая из 37 триллионов наших клеток похожа на маленький город – непрерывно работающий и удерживаемый своей клеточной мембраной. Хотя процессов, в которые ежесекундно вовлечены наши клетки, слишком много, чтобы их пересчитать, основные вещи, необходимые клетке для оптимального функционирования, можно сгруппировать в семь категорий активности, и все они требуют АТФ, а значит, и хорошей энергии.

1. Производство белков. Клетки отвечают за синтез примерно 70 000 различных типов белков, необходимых для всех аспектов построения и функционирования человеческого тела. Белки бывают разных форм, размеров и выполняют множество функций. Они могут быть рецепторами на поверхности клеток; каналами, по которым глюкоза поступает в клетку и выходит из нее; структурными элементами внутри клетки, которые придают ей форму и помогают двигаться; регуляторами, которые располагаются на ДНК и активируют или подавляют гены; сигнальными молекулами, такими как гормоны и нейротрансмиттеры, передающими информацию другим клеткам; и якорями, удерживающими соседние клетки вместе. Кроме того, несколько различных белков могут связываться друг с другом, образуя специализированные механизмы в клетке, такие как вращающийся ротор под названием АТФ-синтаза, которая живет внутри митохондрий и является последним звеном в цепочке производства АТФ. Это лишь некоторые из белковых функций; их можно назвать структурными, механическими и сигнальными рабочими лошадками клетки.

2. Ремонт, регуляция и репликация ДНК. Клетки отвечают за репликацию ДНК, чтобы каждая новая клетка имела полную копию генетического материала в процессе клеточного деления. Клетки также восстанавливают любое повреждение ДНК и предотвращают мутации, которые могут привести к раку и другим заболеваниям. В дополнение к этому клетки обладают сложными механизмами, позволяющими модифицировать трехмерную структуру генома с помощью эпигенетических изменений, которые регулируют то, какие гены и в какое время экспрессируются в данном типе клеток. Наши клетки постоянно обновляются и заменяются благодаря процессам репликации ДНК и деления клеток.

3. Клеточная сигнализация. Внутри клетки вся деятельность координируется с помощью клеточной сигнализации – микроскопических биохимических сообщений, которые постоянно передаются внутренним и внешним получателям: в этих сообщениях содержатся инструкции относительно того, что нужно сделать, куда двигаться, что включать и выключать. Например, чтобы привести уровень сахара в крови в норму после приема пищи, организм вырабатывает инсулин. Инсулин связывается с рецепторами на поверхности клеток, запуская серию сигналов внутрь клетки, которые побуждают ее направить к клеточной мембране глюкозные каналы, чтобы позволить глюкозе поступать внутрь. Клетки также постоянно общаются между собой посредством различных сигнальных путей: они получают и передают информацию с помощью химических сигналов, таких как гормоны, нейротрансмиттеры и электрические импульсы.

4. Транспортировка. Как грузовики перевозят грузы по всей стране, так и клетки должны перемещать молекулярные материалы по всему внутреннему пространству клетки, чтобы все функционировало правильно. Каждая клетка способна упаковывать, маркировать и перемещать молекулы с невероятной точностью. Например, когда клетка производит партию нейромедиатора серотонина (который, помимо прочего, помогает регулировать настроение), она упаковывает его в клеточный мешок, называемый везикулой, и отправляет везикулу на моторном белке (как на маленьком автомобиле) к клеточной мембране, чтобы воздействовать на соседние нейроны. Этот процесс создает наши мысли и чувства. Некоторые клетки, например иммунные, также должны иногда перемещаться по организму. Когда иммунная клетка, вызванная с помощью воспалительного химического сигнала, отправляется на место угрозы, она стремительно перемещается из костного мозга в кровь, словно выруливая на автостраду. Достигнув органа, которому угрожает опасность, она перемещается по нему, вытягивая пальцеподобные выступы, пока не достигнет места угрозы, где и приступает к работе.

5. Гомеостаз. Клетки постоянно работают над поддержанием здоровых условий жизни, регулируя pH, концентрацию солей, электрохимический градиент молекул, которые могут генерировать электрические импульсы, и температуру. Это поддержание оптимальной среды, в которой могут происходить химические реакции организма, называется гомеостазом.

6. Очистка клеток от отходов и аутофагия. Клетки также способны перерабатывать свои компоненты с помощью процесса, называемого аутофагией (буквально «самопоедание»): это способ самоочищения клеток от поврежденных органелл и белков и переработки их. Если такой переработке и обновлению подвергаются митохондрии, этот процесс называется митофагией, это критически важный фактор поддержания здоровья митохондрий в клетках. Более того, клетки могут провоцировать собственную смерть, чтобы освободить место для более здоровых клеток, – этот важнейший процесс называется апоптозом.

7. Метаболизм. И конечно, производство самой энергии. Для этой работы требуется энергия!

Для каждого из этих видов деятельности нужен АТФ, вырабатываемый хорошо функционирующими митохондриями. Когда подходящие материалы имеются в нужном количестве, митохондрии производят достаточно энергии для здоровья всего организма. Органы – это, проще говоря, скопления клеток. Группы здоровых, наполненных энергией клеток, которые могут выполнять все свои обязанности, становятся здоровыми и исправно работающими органами. Каждая клетка имеет план, необходимый для работы; но, кроме плана, ей нужны источники энергии. Когда же митохондрии не имеют подходящих условий или в них поступают не те материалы и не в том количестве, они не генерируют АТФ в объеме, необходимом для полноценного функционирования клеток. Эта проблема плохой энергии на клеточном уровне не только напрямую приводит к проблемам в органах, но и заставляет клетки бить тревогу: что-то не так, нам нужна помощь. И иммунная система, всегда готовая немедленно отреагировать, включается в мгновение ока.

Но в данном случае проблема заключается не в инфекции или ране, с которыми иммунная система может быстро разобраться. Это нечто более серьезное: фундаментальная проблема функционирования клеток. И иммунные клетки не могут решить эту проблему, потому что то, что мешает митохондриям и клеткам выполнять свою работу, находится вне нас. Это среда, в которой сейчас существуют наши тела, среда, которая, по мнению клеток, за последние 100 лет изменилась практически до неузнаваемости.

Современный рацион и образ жизни последовательно разрушают наши митохондрии. Митохондрии и клетки, в которых они находятся, эволюционировали на протяжении веков под воздействием окружающей среды. Их механизмы настроены реагировать на информацию, поступающую к ним из внешнего мира. Определенные виды питательных веществ, солнечный свет, сигналы от бактерий в кишечнике – все это помогает снабжать клетки и их энергетические блоки тем, что им необходимо для работы. Но многие из этих базовых факторов и информационных потоков радикально изменились, что привело к нарушению работы митохондрий и их прямому повреждению.

Могущественная иммунная клетка, пытающаяся поддержать страдающую от митохондриальной дисфункции и находящуюся под угрозой клетку, оказывается совершенно бессильной. Она не может остановить разрушительные процессы и компенсировать недостаток источников питания, вызванные неестественной средой современного индустриального мира. Не в ее власти удержать вас от употребления газировки, отфильтровать воду, отключить вызывающие стресс уведомления на телефоне, очистить мир от разрушающих гормоны пестицидов и микропластика или заставить вас раньше ложиться спать. Поэтому иммунная клетка будет использовать все имеющиеся в ее распоряжении инструменты: привлекать больше иммунных клеток, посылать больше воспалительных сигналов и просто продолжать бороться – до победы. Но проблемы не решаются, потому что разрушительные воздействия окружающей среды никогда не исчезают. Это и есть корень хронического воспаления.

Группа клеток, не работающих из-за дисфункции митохондрий, реагирует на чрезмерно настойчивые, но безрезультатные попытки иммунной системы проникнуть в эту область и поддержать ее, что приводит к дисфункции органа и появлению болезненных симптомов, с которыми мы сталкиваемся сегодня. Большинство из них – это просто различные проявления той же самой катастрофы, происходящей на клеточном уровне: митохондрии страдают от того, как мы живем, плохо работающая клетка становится дисфункциональной, иммунная система пытается помочь, и эти попытки только усугубляют проблему.

Как именно окружающая среда, в которой мы живем сегодня, разрушает нашу митохондрию? Ответ сводится к десяти основным факторам (о которых я расскажу подробнее в части 2), которые тесно взаимосвязаны.

1. Хроническое переедание. Потребление в течение длительного периода времени большего количества калорий и макроэлементов, чем требуется организму, может привести к дисфункции митохондрий несколькими способами. Мы потребляем примерно на 20 % больше калорий, чем 100 лет назад, и на 700-3000 % больше фруктозы, которую организм должен перерабатывать. Представьте, что вас попросили бы выполнить на 700-3000 % больше работы, чем вы обычно делаете ежедневно, – вы бы просто рухнули от изнеможения! Клетка не в состоянии переработать весь избыточный пищевой материал, вредных побочных продуктов производится слишком много, и процессы в клетке, включая работу митохондрий, затормаживаются. Эта повышенная нагрузка приводит к тому, что внутренняя часть клетки заполняется токсичными жирами, которые блокируют способность клетки к нормальной деятельности, в том числе сигнальной. Кроме того, когда митохондрии испытывают нагрузку, пытаясь преобразовать избыток пищи в энергию, они производят и высвобождают реактивные молекулы, называемые свободными радикалами. Свободные радикалы – это молекулы с отрицательно заряженным, высокореактивным электроном. Они стремятся нейтрализоваться, связываясь с другими структурами митохондрий и клеток, и при этом наносят им значительный ущерб. В организме есть несколько механизмов безопасной нейтрализации свободных радикалов, включая выработку антиоксидантов, которые связывают и подавляют свободные радикалы. Однако когда производство этих разрушительных молекул превышает защитные возможности организма, как это происходит при хроническом переедании, может возникнуть разрушительный дисбаланс, называемый окислительным стрессом. Он наносит вред митохондриям и окружающим клеточным структурам. Когда организм здоров, наличие свободных радикалов на низком и контролируемом уровне является нормой: они действуют как сигнальные молекулы в клетке. Но когда уровень выходит из-под контроля и возникает окислительный стресс, запускается цепная реакция повреждений. Здоровый уровень свободных радикалов – это уютный костерок, а окислительный стресс – разрушительный лесной пожар.

Основная причина чрезмерного потребления пищевой энергии заключается в доступности ультрапереработанных, промышленно изготовленных продуктов, которые нарушают действие саморегулируемых механизмов насыщения и напрямую вызывают чувство голода и тягу к еде. Эти ультрапереработанные промышленные продукты питания химически разработаны так, чтобы вызывать привыкание, и составляют почти 70 % калорий, потребляемых сегодня жителями США.

2. Дефицит питательных веществ. Недостаток некоторых микроэлементов: витаминов и минералов – может привести к дисфункции митохондрий. На последних этапах производства энергии в митохондриях электроны проходят через пять белковых структур, называемых электрон-транспортной цепью, что в конечном счете приводит в действие небольшой молекулярный мотор, вырабатывающий АТФ. Все эти пять белковых комплексов нуждаются в микроэлементах, каждому комплексу для активации нужен правильно подобранный ключ. К сожалению, сейчас наша диета обеднена микроэлементами более чем когда-либо на протяжении истории. До половины жителей Соединенных Штатов испытывают дефицит хотя бы некоторых важнейших микроэлементов. Отчасти это происходит вследствие истощения почвы (в результате применения современных промышленных методов ведения сельского хозяйства: использования пестицидов и механизированной обработки земли) и отсутствия разнообразия в рационе. По крайней мере 75 % людей не потребляют рекомендуемое количество овощей и фруктов. Большинство наших калорий поступает из рафинированных форм сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, соя и кукуруза, а они бедны микроэлементами и, что еще хуже, перегружают наш организм избытком углеводов и насыщенных жиров. Например, дефицит коэнзима Q10 (CoQ10) – микроэлемента, необходимого для работы электрон-транспортной цепи, – как показали исследования, приводит к снижению синтеза АТФ. Другие микроэлементы, участвующие в ключевых митохондриальных процессах, включают селен, магний, цинк и некоторые витамины группы В.

3. Проблемы микробиома. Здоровый микробиом кишечника, питающийся полезными продуктами и защищенный от вредных для него химических веществ, производит тысячи «постбиотических» соединений, которые попадают в наш организм из кишечника и действуют как важные сигнальные молекулы; часть их непосредственно влияют на митохондрии. Постбиотические соединения, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), необходимы для правильного функционирования митохондрий и защиты их от окислительного стресса. При дисбалансе микробиома, называемом дисбиозом, производство этих полезных химических веществ нарушается, что лишает митохондрии информации и поддержки. Дисбактериоз может быть вызван избытком сахара и ультрапереработанной пищи, пестицидами, лекарственными препаратами, такими как нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), антибиотиками, хроническим стрессом, недостатком сна, употреблением алкоголя, слабой физической активностью, курением, инфекциями и другими факторами.

4. Сидячий образ жизни. Малоподвижность может привести к снижению функции митохондрий и уменьшению их количества и размера. Движение – это мощный сигнал клеткам, говорящий, что им необходимо производить больше энергии для работы мышц. Физическая активность положительно влияет на функцию и количество митохондрий в клетках благодаря регуляции нескольких генов и гормональных путей. Кроме того, упражнения стимулируют выработку организмом антиоксидантов. Когда мы ведем сидячий образ жизни, нам труднее защищаться от свободных радикалов, которые могут повредить митохондрии, а положительные сигналы для митохондрий отсутствуют, что приводит к ухудшению их функций.

5. Хронический стресс. Длительный стресс может привести к дисфункции митохондрий несколькими путями. Во-первых, он активизирует выделение гормона стресса кортизола, который является стероидным гормоном, способным напрямую повреждать митохондрии. Известно, что кортизол подавляет экспрессию генов, участвующих в производстве новых митохондрий, тем самым уменьшая количество митохондрий в клетке, а это приводит к снижению выработки энергии. Избыток кортизола также способствует увеличению количества свободных радикалов, частично подавляя выработку антиоксидантов.

6. Лекарства и наркотики. Многие лекарства нарушают работу митохондрий. К ним относятся некоторые антибиотики, химиотерапевтические препараты, антиретровирусные препараты, статины, бета-блокаторы и лекарства от высокого давления, называемые блокаторами кальциевых каналов. Алкоголь и наркотики также могут негативно влиять на митохондрии.

7. Депривация сна. Низкое качество и количество сна сопровождается широким спектром побочных эффектов, которые повреждают митохондрии. Недостаток качественного сна приводит к гормональному дисбалансу, в том числе к изменению уровня кортизола, инсулина, гормона роста и мелатонина, а они все взаимодействуют с митохондриями. Кроме того, он нарушает экспрессию генов, участвующих в производстве и репликации митохондрий. Как и стресс, бессонница увеличивает количество свободных радикалов за счет активации клеточного механизма и подавления выработки антиоксидантов.

8. Токсины и загрязнители окружающей среды. Многие синтетические промышленные химикаты, попавшие в продукты, воду, воздух и потребительские товары за последнее столетие, разрушают митохондрии. В неполный список входят пестициды, полихлорированные бифенилы (ПХБ), фталаты, содержащиеся в пластмассах и ароматизированных продуктах, перфторалкильные и полифторалкильные вещества (ПФАС) в антипригарной посуде, пищевой упаковке и многих других товарах, бисфенол А (БПА) в пластмассах и смолах, диоксины и др. Некоторые природные вещества, например тяжелые металлы, попавшие в окружающую среду, также могут напрямую нарушать работу митохондрий. К ним относятся свинец, ртуть и кадмий. Кроме того, химические соединения в сигаретном дыме являются одними из самых сильных токсинов, опасных для митохондрий. Вы когда-нибудь задумывались, почему сигареты так вредны для нашего здоровья? Одна из главных причин заключается в том, что химические вещества, содержащиеся в сигаретном дыме (цианид, альдегид и бензол) напрямую создают плохую энергию: нарушают функцию митохондрий, вызывают мутацию митохондриальной ДНК и структурные изменения митохондрий (например, их набухание). Алкоголь тоже считается токсичным для митохондрий – он, как было показано, изменяет их форму и функцию, повреждает митохондриальную ДНК, вызывает окислительный стресс и нарушает образование новых митохондрий.

9. Искусственный свет и нарушение циркадного ритма. С появлением цифровых устройств мы постоянно подвергаемся воздействию искусственного синего света, который – как прямо, так и косвенно – способствует развитию митохондриальной дисфункции. Яркий свет в темное время суток влияет на циркадные ритмы и метаболические пути, которые должны активироваться в определенных фазах суточного цикла – когда наши глаза (а значит, и мозг) подвергаются воздействию света. К тому же мы сейчас мало времени проводим на свежем воздухе, лишая себя возможности смотреть на прямой солнечный свет рано утром, а ведь он является одним из лучших сигналов, которые мы можем дать мозгу, чтобы укрепить естественные циркадные ритмы.

10. «Термонейтральность». Большую часть времени мы проводим в помещении при относительно стабильной температуре. Такова отличительная черта современной индустриальной жизни, назовем ее термонейтральностью. Интересно, что колебания температуры благоприятно сказываются на работе митохондрий, поскольку холод стимулирует организм вырабатывать больше тепла, повышая активность митохондрий и стимулируя выработку и использование АТФ. Было доказано, что воздействие тепла активирует белки теплового шока (HSP) в клетках, которые защищают митохондрии от повреждений и помогают поддерживать их функцию. HSP также могут стимулировать производство новых митохондрий и повышать их эффективность в производстве АТФ.

Когда митохондрии повреждены перечисленными выше факторами, они не могут должным образом выполнять свою работу по преобразованию энергии пищи в клеточную энергию. Они становятся неэффективными механизмами, что приводит к сбоям, а это большая проблема.

В норме продукты распада жиров и глюкозы транспортируются в митохондрии, где перерабатываются в АТФ – и расходуются. В идеальных, здоровых условиях наши энергетические потребности удовлетворяются потребляемой пищей, митохондрии не повреждаются десятью вышеупомянутыми факторами окружающей среды и весь процесс протекает как надо.

Но в обычных, неидеальных условиях все происходит иначе. Когда митохондрии не работают должным образом, преобразование жиров и глюкозы в АТФ нарушается и эти сырьевые материалы откладываются внутри клетки в виде вредных жиров. Любая клетка, не являющаяся жировой, но заполненная жирами, представляет собой источник проблем, поскольку нормальная клеточная деятельность, о которой мы говорили ранее: передача клеточных сигналов и транспортировка элементов по клетке, обеспечивающая нормальное функционирование клеток, – блокируется. Это пробка внутри клетки, вызванная избытком жира. Один из путей клеточной сигнализации, заблокированный, когда клетка заполнена токсичным жиром, – это инсулиновая сигнализация, которая оказывает огромное влияние на уровень сахара в крови, циркулирующего в организме.

В нормальных условиях, когда после приема и переваривания богатой углеводами пищи в крови резко возрастает количество сахара, из поджелудочной железы выделяется гормон инсулин, который перемещается по организму, связываясь с инсулиновыми рецепторами на клетках и подавая сигнал клеткам, чтобы те активировали транспортеры глюкозы изнутри клетки на клеточную мембрану и пустили глюкозу внутрь. Но когда клетка заполнена жиром, этот процесс инсулиновой сигнализации нарушается; каналы для транспортировки глюкозы не доходят до клеточной мембраны, и глюкоза не попадает в клетку – она блокируется. Эта блокировка, называемая инсулинорезистентностью, – способ, которым клетка защищает себя от чрезмерной бомбардировки энергией, поступающей с пищей (глюкозой). Клетка «знает», что из-за проблем с митохондриями она не может преобразовать сырье (глюкозу) в клеточную энергию, поэтому она блокирует поступление глюкозы в клетку. Из-за инсулинорезистентности глюкоза в избытке попадает в кровь, что вызывает целый ряд проблем.

Но это еще не конец истории. Организм очень умен. Он знает, что избыток сахара, циркулирующего в крови, может вызвать проблемы, поэтому он изо всех сил старается побудить клетки принять его. Для этого он заставляет поджелудочную железу вырабатывать гораздо больше инсулина (что приводит к высокому уровню инсулина в крови), чтобы преодолеть блок инсулиновой сигнализации. И что удивительно, это работает – до поры до времени. В течение многих лет организм может компенсировать свою инсулинорезистентность, просто повышая выработку инсулина, бомбардируя инсулиновые рецепторы и заставляя глюкозу поступать в клетки. В этот период уровень сахара в крови может казаться нормальным и здоровым, в то время как на самом деле речь идет о серьезной дисфункции и инсулинорезистентности. Со временем перегруженная клетка, наполненная жиром и неработающими митохондриями, просто не может продолжать набивать себя глюкозой. В этот момент мы начинаем наблюдать резкое повышение уровня сахара в крови и трудности с его контролем.

В этом кроется корень проблем с уровнем сахара в крови и появлением таких заболеваний, как преддиабет и диабет 2-го типа, – ими страдают более 50 % взрослых и почти 30 % детей в США. Возникает настоящий эффект домино: дисфункция митохондрий, вызванная рядом факторов окружающей среды, приводит к резервному накоплению глюкозы и жирных кислот, которые превращаются в токсичные жиры, заполняющие клетку, блокируя тем самым инсулиновый сигнал, что приводит к тому, что клетка с трудом принимает глюкозу из крови. Резистентность к инсулину в конечном счете приводит к повышению ежедневного уровня сахара в крови.