За прошедшее десятилетие был получен целый ряд новых данных. Подтверждено, что антиоксиданты действительно могут защитить генетический аппарат клетки от различных повреждающих воздействий (в том числе как будто и от спонтанных повреждений); установлено, что они индуцируют синтез микросомальных ферментов, участвующих в метаболизме ксенобиотиков — чужеродных для клетки веществ, обладающих токсическими или лекарственными свойствами (группа советских исследователей во главе с Л. К. Обуховой); вызывают гормональные изменения, сходные с теми, которые наблюдают при "мягком" стрессе (В. В. Фролькис, В. К. Кольтовер и другие советские ученые).
Подтверждено и прежде сделанное предположение, что под влиянием ионола увеличивается активность цитохрома Р-450 в клетках печени, а также и некоторых других органов. Но оказалось, что активность и целого ряда других ферментов при этом также изменялась, причем характер всех этих изменений существенно зависел от вида исследованных животных. Вероятно, в связи с этим и токсичность ионола даже в ряду не очень удаленных друг от друга видов млекопитающих может резко различаться. Например, средняя доза ионола, вызывающая гибель 50 % морских свинок, составляет примерно 10–11 г на 1 кг веса этих животных, а лабораторных крыс — это лишь 1,7–2,5 г. Таким образом, токсичность ионола для крыс в 5 раз больше, чем для морских свинок.
О токсичности того или иного препарата для человека судят прежде всего по его токсичности для экспериментальных млекопитающих. Зависимость этого параметра от видовой принадлежности животных крайне затрудняет определение этой величины для человека. Таким образом, требуются новые подходы изучения закономерностей и механизмов биологического действия антиоксидантов.
В первом издании этой книги основное внимание было уделено не синтетическим, а природным антиоксидантам, особенно витамину Е. За прошедшее десятилетие было выполнено очень большое число исследований, посвященных вопросу биологической роли витамина Е. Сегодня фактически доказаны положения, которые в середине 70-х годов еще следовало считать предположительными.
Как мы знаем, часть образуемых в клетках или поступающих в них извне генотоксических агентов преодолевает внутриклеточные системы защиты и повреждает геном. Следствием этого является нарушение функции генов, а значит, и функции клеток в целом, которые эти гены контролируют. А в результате изменения функции клеток развиваются и различные физиологические нарушения организма.
Эти основные положения недавно были подтверждены в опыте А. Л. Таппеля и Ф. В. Саммерфильда из исследовательского центра пищевых продуктов и технологии Калифорнийского университета. Их опыт помог установить, что снижение потребления экспериментальными животными (крысами) природного фактора защиты от перекисей липидов — витамина Е приводит к определенным изменениям. Так, в ДНК накапливались повреждения, причем такого типа, которые могут происходить при старении клеток (это сшивки между двумя цепями ДНК или между молекулами ДНК и белка). Параллельно с этими изменениями структуры ДНК наблюдалось уменьшение матричной активности генов (т. е. процесс, который также предполагался еще в 1970 году в книге "Молекулярные механизмы старения" и который был назван инволюционной репрессией). И наконец, было обнаружено, что упомянутые молекулярно-биологические изменения находятся в сильной корреляции с физиологическими изменениями, наблюдаемыми у изучаемых животных в процессе старения или снижения содержания в рационе витамина Е.
Теперь относительно полученных в последнее время данных изучения эффекта ограничения питания на долголетие экспериментальных животных. Обобщая результаты этих экспериментов, можно утверждать: переедание и укорачивает жизнь, и увеличивает вероятность развития раковых заболеваний.
Уже не одно столетие цивилизованные люди интуитивно старались избегать обжорства. Таким образом, можно сказать, что существует биологическая основа культуры питания (как, кстати, и культуры поведения) цивилизованного человека.
Анализ механизмов жизнедеятельности, а также рассмотренные в предыдущих главах многие факты, касающиеся необходимости постоянного функционирования защитных систем, приводят к заключению: умеренность в потреблении пищи, т. е. отказ от переедания (как, кстати, и от недоедания), вероятно, является условием предупреждения не только преждевременного старения, но и профилактики тяжелых болезней. Эту, казалось бы, простую истину нужно еще раз напомнить в связи вот с чем.
В последнее время вновь в моде голодание. Нет недостатка и в поддерживающих эту моду статьях ученых-биологов, врачей и журналистов-популяризаторов. При этом ссылаются на результаты экспериментальных исследований, проведенных на лабораторных животных.
А вот пример логики заключения, сделанного тоже в конце 1985 года в американском журнале "Новости науки". Сообщается, что наблюдения над 24 крысами-самками, питавшимися досыта, и 24 животными, получавшими по калорийности 60 % пищи от той, которую получали сытые животные, показали: в 1-й группе крыс рак грудных желез развился у 14 животных, а во 2-й — ни у одного. И заключено: "Поэтому человеку следует есть поменьше".
Нелишне повторить еще раз, что результаты экспериментов на животных вообще нужно с большой осторожностью переносить на человека. Дело, в частности, в том, что лабораторные животные потребляют количество пищи, обычно достаточное для их полного насыщения или даже перенасыщения. В то же время физическая активность животных, которые содержатся в вивариях, резко ограничена по сравнению с естественной активностью. Но если такие переедающие и малоактивные животные служат контрольными, то "эффект возрастания" продолжительности жизни может быть не у недокармливаемых, а у нормально питающихся животных.
Однако считающийся классическим прием, разработанный Клайвом Мак Кеем еще примерно 50 лет назад и состоящий в увеличении продолжительности жизни лабораторных животных за счет периодически сдерживающего их рост питания, представляет большой интерес в плане изучения биологических основ старения и долголетия. Под руководством выдающегося советского физиолога и биогеронтолога академика В. Н. Никитина (ХГУ) проведено исследование механизмов этого феномена. Результаты показывают: сдерживающее рост, но качественно полноценное питание может по ряду показателей тормозить процессы старения. Но опять-таки речь пока что идет не более чем об эксперименте на животных.
Другими исследователями установлено, что скорость старения животных можно уменьшить, например, снизив содержание в пище жиров или углеводов или аминокислоты триптофана или таким образом организовав питание животных, чтобы они потребляли количество пищи, достаточное (и необходимое!) для поддержания их массы тела постоянной.
Но к сожалению, можно ли такие закономерности полностью переносить на человека, пока неясно главным образом из-за того, что мы еще не имеем достаточно данных о возрастных особенностях обмена упомянутых выше веществ у пожилых людей по сравнению с молодыми. Не можем дать твердое биологическое обоснование и количественных рекомендаций по оптимальному питанию, обеспечивающему максимальную работоспособность и радость от долголетней жизни.
Но вернемся к биологическим основам проблем рационального питания и долголетия. Можно утверждать, что при разработке любых рекомендаций необходимо учитывать действие в организме защитных ферментативных механизмов, т. е. необходимость постоянного обеспечения питательными веществами синтеза белка. Кроме того, организм постоянно нуждается в поступлении защитных веществ, особенно природных антиоксидантов, например β-каротина, которые он сам синтезировать не может. Причем эти вещества должны поступать вместе с другими, способствующими усвоению первых. Следовательно, даже кратковременное голодание, нарушающее регуляцию синтеза белка в организме или лишающее человека природных защитных веществ, может иметь отрицательные последствия для здоровья.