Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью
Шрифт:
Можно ли как-то подавить mTOR, не принимая лекарств?
Ограничение калорийности
Для того чтобы организм как можно быстрее достиг репродуктивного возраста, ему, конечно, имеет смысл работать на полную катушку, но в некоторых случаях приходится сбавлять темп по необходимости. Когда мы эволюционировали, у нас не было такой роскоши, как доставка продуктов. Периодическое голодание было нормой. Тот, кто не замедлял свой бег (в смысле роста клеток) в периоды дефицита, мог не прожить достаточно долго, чтобы передать свои гены. Поэтому у нас развился механизм торможения, запускаемый ограничением калорийности пищи.
Помните AMPK, наш фермент для измерения уровня топлива? Когда бак пустеет, AMPK переводит нас в режим экономии энергии, частично отключая mTOR с помощью двух отдельных механизмов, чтобы мы не продолжали безудержно тратить топливо, которое пока еще плещется на дне бака. AMPK и mTOR можно представить как «инь» и «ян» в деле определения количества питательных веществ и контроля роста [1387] . В зависимости от наличия питательных веществ один из них повышается, а другой понижается.
1387
Gonzalez A, Hall MN, Lin SC, Hardie DG. AMPK and TOR: the Yin and Yang of cellular nutrient sensing and growth control. Cell Metab. 2020;31(3):472–92. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32130880/
Возможно, подавление mTOR станет центральным медиатором увеличения продолжительности жизни при ограничении питания [1388] . mTOR может объяснить,
1388
Liu GY, Sabatini DM. mTOR at the nexus of nutrition, growth, ageing and disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21(4):183–203. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31937935/
1389
Michels KB, Ekbom A. Caloric restriction and incidence of breast cancer. JAMA. 2004;291(10):1226–30. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15010444/
1390
Wazir U, Newbold RF, Jiang WG, Sharma AK, Mokbel K. Prognostic and therapeutic implications of mTORC1 and Rictor expression in human breast cancer. Oncol Rep. 2013;29(5):1969–74. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23503572/
1391
Arcelus J, Mitchell AJ, Wales J, Nielsen S. Mortality rates in patients with anorexia nervosa and other eating disorders. A meta-analysis of 36 studies. Arch Gen Psychiatry. 2011;68(7):724–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21727255/
Некоторые считают ограничение калорийности источником вечной молодости [1392] , однако негативными побочными эффектами могут быть опасное снижение артериального давления, бесплодие, замедление заживления ран, нарушение менструального цикла, чувствительность к холоду, слабость, хрупкость костей и потеря либидо, а также «психологические состояния, такие как депрессия, эмоциональная холодность и раздражительность». Кроме того, вы постоянно живете с чувством голода. В печально известном Миннесотском эксперименте с голоданием, в котором во время Второй мировой войны в качестве подопытных кроликов использовались люди, отказывающиеся от военной службы, многие из них страдали от озабоченности едой, постоянного голода, переедания, а также от многих эмоциональных и психологических проблем [1393] . Даже исследователи, изучающие ограничение калорийности пищи, редко практикуют его сами [1394] . Должен существовать лучший способ подавления mTOR.
1392
Dar BA, Dar MA, Bashir S. Calorie restriction the fountain of youth. Food Nutr Sci. 2012;3(11):1522–6. https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=24485
1393
Dirks AJ, Leeuwenburgh C. Caloric restriction in humans: potential pitfalls and health concerns. Mech Ageing Dev. 2006;127(1):1–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16226298/
1394
Bourzac K. Interventions: live long and prosper. Nature. 2012;492(7427):S18–20. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23222670/
Ограничение белка
Научным прорывом стало открытие, показавшее, что польза от уменьшения количества потребляемой пищи может заключаться не в ограничении калорий, а скорее в ограничении белка. Всесторонний сравнительный метаанализ исследований на животных моделях показал, что уменьшение доли потребляемого белка имеет большее значение для продления жизни, чем степень ограничения калорийности [1395] . Более того, было показано, что простое снижение потребления белка без изменения калорийности рациона иногда дает эффект, сходный с ограничением калорийности [1396] . Крысы, получавшие рацион, содержащий около 8 % белка, живут почти на 40 % дольше, чем крысы, получавшие рацион, содержащий около 20 % белка [1397] .
1395
Nakagawa S, Lagisz M, Hector KL, Spencer HG. Comparative and meta-analytic insights into life extension via dietary restriction. Aging Cell. 2012;11(3):401–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22268691/
1396
Solon-Biet SM, McMahon AC, Ballard JWO, et al. The ratio of macronutrients, not caloric intake, dictates cardiometabolic health, aging, and longevity in ad libitum-fed mice. Cell Metab. 2014;19(3):418–30. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24606899/
1397
Ross MH. Length of life and nutrition in the rat. J Nutr. 1961;75:197–210. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14494200/
Логично, что потребление белка может способствовать активации mTOR. Недостаточно иметь энергию (калории), строительным бригадам нужны строительные материалы. Да, недостаток калорий может выключить mTOR, запустив AMPK, но калории не являются основным индуктором активности mTOR – им являются аминокислоты, строительные блоки белков [1398] . Это хорошая новость. Ограничение белка гораздо проще и безопаснее, чем ограничение питания, и может быть даже более эффективным, поскольку оно подавляет mTOR и ИФР-1 – два пути, которые, как считается, отвечают за долголетие и пользу от ограничения калорийности [1399] .
1398
Liu GY, Sabatini DM. mTOR at the nexus of nutrition, growth, ageing and disease. Nat Rev Mol Cell Biol. 2020;21(4):183–203. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31937935/
1399
Fontana L, Partridge L, Longo VD. Extending healthy life span – from yeast to humans. Science. 2010;328(5976):321–6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20395504/
Особенно важна небольшая группа аминокислот: метионин и три аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA) – изолейцин, лейцин и валин [1400] (имеют жирные боковые цепи, ответвляющиеся от их центральной структуры). Ограничение этих специфических аминокислот повторяет многие полезные действия ограничения белка, которое само по себе является основой ограничения калорийности, но ограничение только метионина достаточно для продления жизни в лабораторных условиях [1401] . Таким образом, ограничение всех калорий для увеличения продолжительности жизни путем подавления mTOR подобно голоданию для лечения аллергии на арахис. Это работает, но это ненужное излишество.
1400
Kitada M, Xu J, Ogura Y, Monno I, Koya D. Mechanism of activation of mechanistic target of rapamycin complex 1 by methionine. Front Cell Dev Biol. 2020;8:715. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32850834/
1401
Dumas SN, Lamming DW. Next generation strategies for geroprotection via mTORC1 inhibition. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020;75(1):14–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30794726/
Где сосредоточены аминокислоты, ускоряющие
процесс mTOR? В животных белках. В сывороточном белке больше лейцина, стимулирующего mTOR, чем в сопоставимом количестве пшеничного белка (глютена) [1402] . Люди, питающиеся исключительно растительной пищей, по-прежнему испытывают высокую потребность в белке, но при этом потребляют примерно на 30 % меньше BCAA (включая лейцин) и на 47 % меньше метионина, чем всеядные. Это приводит к значительному снижению их содержания в крови, что, возможно, объясняет более долгую жизнь [1403] , [1404] и более низкий уровень заболеваемости раком среди тех, кто питается растительной пищей [1405] . (Триптофан – еще одна аминокислота, ограничение которой может способствовать долголетию, задержке возникновения опухолей и увеличению средней и максимальной продолжительности жизни у крыс [1406] . Он содержится в меньшем количестве в рационе и крови тех, кто питается растительной пищей [1407] .)1402
Norton LE, Layman DK, Bunpo P, Anthony TG, Brana DV, Garlick PJ. The leucine content of a complete meal directs peak activation but not duration of skeletal muscle protein synthesis and mammalian target of rapamycin signaling in rats. J Nutr. 2009;139(6):1103–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19403715/
1403
Schmidt JA, Rinaldi S, Scalbert A, et al. Plasma concentrations and intakes of amino acids in male meat-eaters, fish-eaters, vegetarians and vegans: a cross-sectional analysis in the EPIC-Oxford cohort. Eur J Clin Nutr. 2016;70(3):306–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26395436/
1404
Jafari S, Hezaveh E, Jalilpiran Y, et al. Plant-based diets and risk of disease mortality: a systematic review and meta-analysis of cohort studies. Crit Rev Food Sci Nutr. Published online May 6, 2021:1–13. Accessed June 23, 2021.; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33951994/
1405
Tantamango-Bartley Y, Jaceldo-Siegl K, Fan J, Fraser G. Vegetarian diets and the incidence of cancer in a low-risk population. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2013;22(2):286–94. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23169929/
1406
Green CL, Lamming DW. Regulation of metabolic health by essential dietary amino acids. Mech Ageing Dev. 2019;177:186–200. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30044947/
1407
Schmidt JA, Rinaldi S, Scalbert A, et al. Plasma concentrations and intakes of amino acids in male meat-eaters, fish-eaters, vegetarians and vegans: a cross-sectional analysis in the EPIC-Oxford cohort. Eur J Clin Nutr. 2016;70(3):306–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26395436/
Этим можно объяснить и долголетие жителей Окинавы (Япония), у которых смертность от основных возрастных заболеваний примерно в 2 раза ниже, чем у американцев. Традиционная окинавская диета в значительной степени ориентирована на растительную пищу. Только около 10 % приходится на белки и менее 1 % – на продукты животного происхождения, что эквивалентно одной порции мяса в месяц и одному яйцу раз в два месяца [1408] . По продолжительности жизни их превосходят только те, кто регулярно не ест мясо вообще, – вегетарианцы-адвентисты в Калифорнии [1409] , которые имеют, пожалуй, самую большую продолжительность жизни среди всех формально описанных популяций в истории [1410] .
1408
Willcox BJ, Willcox DC, Todoriki H, et al. Caloric restriction, the traditional Okinawan diet, and healthy aging: the diet of the world’s longest-lived people and its potential impact on morbidity and life span. Ann N Y Acad Sci. 2007;1114:434–55. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17986602/
1409
Davinelli S, Willcox DC, Scapagnini G. Extending healthy ageing: nutrient sensitive pathway and centenarian population. Immun Ageing. 2012;9:9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22524452/
1410
Fraser GE, Shavlik DJ. Ten years of life: is it a matter of choice? Arch Intern Med. 2001;161(13):1645–52. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11434797/
У людей, питающихся растительной пищей, есть дополнительное преимущество: им легче отказаться от пальмитиновой кислоты – насыщенного жира, содержащегося в основном в мясе и молочных продуктах, который, как было показано, также активирует mTOR [1411] . Следует помнить об осторожности: у тех, кто придерживается растительной диеты и не обеспечивает себя регулярным и надежным источником витамина B либо с помощью добавок, либо с помощью продуктов питания, обогащенных витамином B12, может повыситься уровень продукта распада метионина – гомоцистеина [1412] . Гомоцистеин является активатором mTOR [1413] , но он может быть обезврежен достаточным потреблением витаминов группы В.
1411
Yasuda M, Tanaka Y, Kume S, et al. Fatty acids are novel nutrient factors to regulate mTORC1 lysosomal localization and apoptosis in podocytes. Biochim Biophys Acta. 2014;1842(7):1097–108. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24726883/
1412
Obersby D, Chappell DC, Dunnett A, Tsiami AA. Plasma total homocysteine status of vegetarians compared with omnivores: a systematic review and meta-analysis. Br J Nutr. 2013;109(5):785–94. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23298782/
1413
Khayati K, Antikainen H, Bonder EM, et al. The amino acid metabolite homocysteine activates mTORC1 to inhibit autophagy and form abnormal proteins in human neurons and mice. FASEB J. 2017;31(2):598–609. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28148781/
Ограничение лейцина
Для борьбы с усилением mTOR через питание некоторые исследователи предлагают разработать препараты, блокирующие всасывание в кишечник вредных аминокислот [1414] . На мой взгляд, логичнее просто есть их меньше. Лейцин, возможно, является наиболее эффективным активатором mTOR и сконцентрирован там, где он наиболее эффективен для стимулирования роста: в молоке [1415] . Сывороточные белки содержат наибольшее количество лейцина – на 75 % больше, чем говядина [1416] . Напиток из сывороточного белка может значительно усилить активацию mTOR уже через час после приема [1417] .
1414
Dumas SN, Lamming DW. Next generation strategies for geroprotection via mTORC1 inhibition. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020;75(1):14–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30794726/
1415
Melnik BC. Dietary intervention in acne: attenuation of increased mTORC1 signaling promoted by Western diet. Dermatoendocrinol. 2012;4(1):20–32. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22870349/
1416
Melnik BC. Linking diet to acne metabolomics, inflammation, and comedogenesis: an update. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2015;8:371–88. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26203267/
1417
Moro T, Brightwell CR, Velarde B, et al. Whey protein hydrolysate increases amino acid uptake, mTORC1 signaling, and protein synthesis in skeletal muscle of healthy young men in a randomized crossover trial. J Nutr. 2019;149(7):1149–58. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31095313/