Тяжкое наследие
Сахарный диабет как эволюционная ловушка
Сегодня этой болезнью страдает каждый одиннадцатый взрослый человек в мире, при том что половина случаев даже не диагностирована. Число больных за последние 20 лет выросло в три раза и уже к 2025 г. может достигнуть 700 млн человек. Причины, по которым это ранее редкое неинфекционное заболевание распространяется по миру подобно пандемии, по мнению профессора РАН, д.м.н. В.В. Климонтова, следует искать в далекой истории человечества.
Когда мы говорим о сахарном диабете, то ключевое слово здесь – инсулин, гормон, вырабатываемый после еды бета-клетками поджелудочной железы. Его задача – «запасти» в клетках то, что поступило с пищей, чтобы использовать в «голодное» время. В этом смысле инсулин является универсальным анаболиком, усиливая синтез жира, белка и гликогена (животного «крахмала»). А вот обратные катаболические функции, включая образование глюкозы, он тормозит.
При сахарном диабете концентрация в крови «сахара» (глюкозы) повышается, и причина кроется в снижении уровня секреции и/или эффективности действия инсулина. Диабет 1-го типа – аутоиммунное заболевание, при котором бета-клетки атакуются собственными антителами организма, не давая возможности вырабатывать инсулин. Но в случае сахарного диабета 2-го типа, который и вносит основной вклад в современную «эпидемию», все гораздо сложнее: помимо дисфункции бета-клеток мы встречаемся здесь с еще одной патологией – нарушением чувствительности клеток к инсулину. И людей с инсулинорезистотностью, которая на первых порах сопровождается повышенным синтезом этого гормона, гораздо больше, чем официальных больных сахарным диабетом.
Понятие инсулинорезистентности лежит в основе популярной концепции «метаболического синдрома», которым обозначают целый кластер факторов риска развития болезней, определяющих структуру смертности у современных людей. Кстати сказать, внешним выражением снижения чувствительности к инсулину может служить абдоминальное ожирение, при котором жир скапливается в брюшной полости. По: (Mendrick et al., 2017).
Так откуда же берется диабет 2-го типа? Полногеномные исследования выявили наличие множества генов, ассоциированных с развитием этой болезни, однако вклад каждого такого гена оказался очень мал. Так что для прогноза развития сахарного диабета у конкретного пациента намного дешевле и проще вместо генетического анализа замерить окружность талии и узнать, чем болели его родители. Зато с помощью биоинформационного подхода и изучения «генных сетей», лежащих в основе патогенеза сахарного диабета 2-го типа, удалось выяснить, что в его основе лежат группы очень «древних» генов, возникших на ранних этапах эволюции.
Стадии прогрессирования сахарного диабета 2-го типа сопровождаются гипергликемией, снижением выработки инсулина и повышением устойчивости клеток к этому гормону. По: (DeFronzo, 2004).
Последний факт заставляет нас обратить пристальное внимание на ситуацию с энергетическим обменом в истории подсемейства гомининов, куда входит современный человек и все его дальние и близкие «родственники». «Пробежавшись» по нашему родословному древу, от австралопитеков до неандертальцев и сапиенсов, мы заметим, что в процессе эволюции в образе жизни и питании этих первобытных людей происходили серьезные изменения. Пища становилась более калорийной, в ней увеличивалась доля животного белка и жира, что нашло отражение, в первую очередь, в увеличении размера головного мозга.
Считается, что этот главный орган человека в состоянии натощак потреблять до 40–45% всей вырабатываемой в организме энергии! Есть гипотеза, что такая энергетически несовершенная структура могла развиваться и увеличиваться в объеме именно благодаря той самой инсулинорезистентности. Для наших предков снижение чувствительности к инсулину у клеток мышц, печени, жировой ткани и других периферических органов могло стать защитным механизмом для выживания в экстремальных ситуациях, например, при продолжительном голодании.
Косвенно в пользу этого предположения говорят результаты исследования жителей Ямайки, которые до рождения и в раннем детстве перенесли маразм – состояние глубокой энергетической недостаточности (Francis-Emmanuel et al., 2014). Эти люди оказались менее чувствительными к инсулину, у них обнаружили больше нарушений углеводного обмена и случаев сахарного диабета. Обычно такие изменения объясняют тем, что при недостатке энергетических субстратов нарушается «закладка» бета-клеток. Но ведь на это можно посмотреть и по-другому: возможно, эти люди выжили, так как изначально были менее чувствительны к инсулину, что дало их мозгу возможность развиваться. А не так давно у современных людей был обнаружен новый генетический локус, ассоциированный с развитием диабета, который достался нам «в наследство» от неандертальцев.
Радикальные изменения в образе жизни и питании человека, которые могли послужить предпосылкой современной эпидемии сахарного диабета, начали происходить примерно 15–10 тыс. лет назад, когда охотники, кочевники и собиратели стали переходить к оседлой жизни. Самое яркое различие заключалось в резком увеличении потребления углеводов, в том числе быстрых, и не менее резком сокращении потребления клетчатки. Впоследствии все большую роль в питании стали играть продукты, совершенно немыслимые для наших предков: рафинированные углеводы, растительные масла, переработанные злаки и молочные продукты. В наши дни их доля в рационе доходит до 70%, и все они требуют быстрого и значительного выброса инсулина, что означает большую нагрузку на бета-клетки поджелудочной железы.
Тем не менее вплоть до середины XX в. стремительного распространения сахарного диабета не наблюдалось. Большинство людей продолжали интенсивно заниматься физическим трудом, а такая активность сопряжена с повышением чувствительности к инсулину. К тому же для большей части населения Земли проблемой оставался скорее недостаток, а не избыток пищи.
Индустриальная революция привнесла новые изменения в структуру питания человека, о которых мы знаем не понаслышке, – от фастфуда до увеличения общей калорийности рациона, а двигательная активность стала снижаться, в том числе благодаря развитию транспорта, появлению компьютера и интернета. Все это незамедлительно отразилось на распространении ожирения, в первую очередь среди населения индустриально развитых стран Америки и Европы. Здесь и началась эпидемия сахарного диабета.
Одно из ярких последствий индустриальной революции – широкое распространение ожирения среди взрослых и детей. На графике представлены доли мужчин (синие столбики) и женщин (розовые столбики) старше 18 лет с избыточной массой тела или ожирением в разных регионах планеты, по данным ВОЗ. По: Global Report on Diabetes, WHO, 2016.
Кстати сказать, сама жизнь поставила эксперимент на коренных американцах – индейцах племени пима, основу традиционного питания которых составляли бобы, кукуруза, кабачки и другие культуры. Когда пима из американского штата Аризона оттеснили на территорию, где ведение сельского хозяйства стало невозможным, у них фактически начался голод. Позже правительство США стало поставлять индейцам продовольственную помощь в виде муки, сахара, сала и консервированных продуктов, что в условиях низкой физической активности привело к стремительному распространению ожирения и сахарного диабета. К концу прошлого столетия болел уже каждый второй взрослый индеец! Однако это ни в коей мере не относится к представителям другой популяция пима, обитающей в труднодоступном районе Мексики и сохранившей традиционный образ жизни и питания (Schulz et al., 2015).
Как предотвратить негативный сценарий? Рекомендации банальны: здоровое питание (что не означает обязательного возврата к «диете каменного века») и высокая физическая активность. Ведь даже у людей, генетически предрасположенных к развитию сахарного диабета 2-го типа, интенсивные занятия фитнесом за три года понизили этот риск на 60% (Florez et al., 2017). И хотя в последнее время генетическая программа человека вступила в противоречие с изменившимся образом жизни, только от нас зависит, попадем ли мы в эту «эволюционную ловушку».
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru