Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

Несмотря на то что ограничение калорий считают самым эффективным способом продления жизни из тех, что доступны каждому, в научном сообществе нет до сих пор согласия по поводу того, как именно стоит себя ограничивать в еде. Поэтому единого рецепта "диеты для долголетия" все еще не существует, и я могу здесь рассказать только об общих принципах, на которых она строится, и разных ее вариантах, среди которых ученым еще предстоит выбрать лучший.

Первый вопрос, который закономерно возникает, когда речь заходит об ограничении в питании: насколько меньше калорий нужно получать? В классических экспериментах с животными точкой отсчета было питание ad libitum , то есть до насыщения. Контрольные мыши или крысы имели возможность есть столько, сколько хотели, а исследователи замеряли это количество и принимали его за норму потребления. Потом опытная группа получала сбалансированную еду, но в меньших количествах, чем контрольная. Обычно в таких работах под ограничением калорий понимают сокращение на 15–25 % от нормы.

К людям же такой подход применить сложно. У каждого из нас свой режим питания, представление о норме и потребности. Кто-то начнет переедать, дорвавшись до неограниченного количества пищи, а кто-то всегда ест умеренно. Поэтому у людей необходимое количество калорий рассчитывают исходя из ежедневных энергозатрат: насыщение – это состояние, когда человек получает столько же энергии, сколько тратит.

Есть несколько способов измерить энергозатраты. Самый простой – подсчитать количество выдыхаемого углекислого газа. В организме человека он образуется только в результате клеточного дыхания, поэтому по его количеству можно вычислить, сколько калорий (в составе глюкозы, белков и жиров) человек в среднем сжигает за день. Однако измерить объем углекислого газа непросто: чтобы собрать его весь, понадобится герметичная комната, откуда воздух не будет уходить наружу.

В экспериментах с людьми – например, в проекте CALERIE – используют более удобный метод с участием двойной меченой воды. Это вода, в состав которой входят тяжелые изотопы кислорода и водорода, то есть атомы с лишним нейтроном в ядре. Для здоровья она совершенно безвредна. Испытуемым дают выпить меченую воду, а затем подсчитывают количество тяжелых изотопов кислорода и водорода в моче. Дело в том, что водород может выйти из организма только с мочой (и совсем немного – с потом), а кислород – с мочой и углекислым газом. Поэтому разница в числе тяжелых изотопов водорода и кислорода равна количеству "улетевшего" углекислого газа, которое можно потом пересчитать на сожженные калории. Таким способом определяют базовые энергозатраты для каждого человека в отдельности, а потом из них вычитают нужные проценты, например в проекте CALERIE это было 20–25 %.

На первый взгляд может показаться, что организм не может долго жить в таком режиме. Ведь если он каждый день получает на 20 % меньше энергии, чем тратит, то ему должно не хватать энергии на жизнь. Хитрость здесь в том, что когда организму не хватает ресурсов, он может расходовать запасы более экономно и эффективно. Количество килокалорий, которые мы тратим на базовый обмен веществ, работу иммунитета, физическую активность и прочие статьи расходов, может изменяться [685] Urlacher S. S. et al. Constraint and trade-offs regulate energy expenditure during childhood // Science Advances. 2019 Dec; 5 (12): eaax1065. в зависимости от того, сколько всего килокалорий поступает в организм. Всегда находится что-то, на чем можно сэкономить – например, перестать использовать расточительный гликолиз и перейти на кислородное дыхание. Ограничение калорий заставляет клетки экономить, не приводя к истощению, – если, конечно, это не радикальные версии голодания, как в Миннесотском эксперименте, где дефицит калорий доходил до 50 %.

Следующий вопрос, который еще предстоит решить: что именно нужно есть, а что стоит ограничить. В классических экспериментах состав еды оставался неизменным – животные и люди ели то же, что и всегда, просто в меньших количествах. Более того, в статьях эту диету обычно именуют calorie restriction without malnutrition, дословно "ограничение калорий без недоедания" – таким образом, исследователи подчеркивают, что ограничения не должны приводить к истощению и нехватке питательных веществ. Поэтому словосочетание "(лечебное) голодание", которое часто используют в качестве синонима для "ограничения калорий" – не лучший вариант перевода английского термина.

Если уж что и ограничивать, так это потребление белков [686] Solon-Biet S. M. et al. Branched-chain amino acids impact health and lifespan indirectly via amino acid balance and appetite control // Nature Metabolism. 2019 Apr; 1: 532–545. – основных источников сигнала для mTOR. Причем в экспериментах на мышах было установлено, что достаточно ограничить поступление в организм только одной аминокислоты, чтобы получить заметный эффект. Клаудио Франчески предлагает [687] См. п. 255. обойтись без триптофана, а большинство других исследователей ограничивают своих подопытных животных в метионине [688] Walters R. O. et al. Sarcosine is uniquely modulated by aging and dietary restriction in rodents and humans // Cell Reports. 2018 Oct; 25 (3): 663–676. E6. . В составе белков метионина очень мало, это одна из самых редких аминокислот, и она же самая важная – с нее начинается [689] Valvezan A. J. & Manning B. D. Molecular logic of mTORC1 signalling as a metabolic rheostat // Nature Metabolism. 2019 Mar; 1: 321–333. построение любых белковых молекул. В отсутствие метионина клетка не может производить новые белки, а вместе с ними и побочные продукты обмена веществ и тратит меньше энергии. Животные, которым не хватает метионина в пище, живут [690] Wang S.-Y. et al. Methionine restriction delays senescence and suppresses the senescence-associated secretory phenotype in the kidney through endogenous hydrogen sulfide // Cell Cycle. 2019 Jun; 18 (14): 1573–1587. дольше, а их клетки стареют медленнее, в них усиливается [691] Parkhitko A. A., Jouandin P., Mohr S. E., Perrimon N. Methionine metabolism and methyltransferases in the regulation of aging and lifespan extension across species // Aging Cell. 2019 Aug; 18 (6): e13034. работа антиоксидантов и улучшается работа митохондрий. Но поскольку человек обычно ест белки целиком, не разбирая их на отдельные аминокислоты, то избирательно ограничить метионин мы едва ли сможем. Остается только есть поменьше белковой пищи в целом.

Углеводы при ближайшем рассмотрении тоже оказываются не самой полезной пищей. Ведь именно в ответ на глюкозу в крови поджелудочная железа выделяет инсулин, а клетки запускают гликолиз. Поэтому другой вариант диеты заключается в том, чтобы исключить из еды практически все углеводы, оставив в основном жиры и немного белков. При этом в организме происходит [692] De Cabo R., Carmona-Gutierrez D., Bernier M., Hall M. N., Madeo F. The search for antiaging interventions: from elixirs to fasting regimens // Cell. 2014 Jun; 157 (7): 1515–1526. следующее: оставшись без глюкозы, печень начинает производить ее заново. Для этого приходится обратить вспять те химические реакции, с помощью которых глюкозу обычно расщепляют. Однако до настоящей глюкозы дело не доходит, и образуются промежуточные соединения – кетоновые тела. Это короткоцепочечные жирные кислоты, которые то и дело разваливаются до ацетона – самого известного кетона, и в крови повышается концентрация кетонов. Именно поэтому диету с ограничением углеводов и преобладанием жиров называют кетогенной, а от людей, которые ее придерживаются, может пахнуть ацетоном.