Метавоспаление
Одним из важнейших медицинских открытий за последние годы стало понимание того, что воспаление участвует в развитии многих хронических заболеваний, включая не менее восьми из десяти основных причин смерти928. Важность этого открытия ставит его в один ряд с открытием теории микробов, которая несколько столетий назад произвела революцию в профилактике и лечении инфекционных заболеваний929. При этом на протяжении большей части истории человечества воспаление считалось полезным. Если вы загоните в палец занозу, он покраснеет, заболит и опухнет, то есть воспалится. Воспаление – естественная реакция тела на повреждение или раздражение тканей. Но если воспаление запускает процесс излечения, а не болезнь, то в чем проблема?
Реакция на занозу – пример острого воспаления, краткосрочной локализованной, специфической реакции на инфекцию или травму, направленной на устранение проблемы. Однако хроническое, или, как его еще называют, метаболическое воспаление (сокращенно метавоспаление) имеет постоянный, систематический, неспецифический характер и только поддерживает болезнь930. Такое воспаление развивается незаметно и медленно – нет ни красноты, ни жара, ни боли, ни отека. Хроническое воспаление можно определить по простому анализу крови, если он покажет аномально высокие уровни маркеров воспаления, таких как C-реактивный белок.
В идеале уровень C-реактивного белка в крови должен быть меньше 1 мг/л931, но при наличии инфекции он может подскочить до 100 мг/л и выше за считаные часы932. С появлением высокочувствительных тестов, позволяющих измерять содержание C-реактивного белка в крови с точностью до десятых, медики поняли, что превышение исходного уровня даже на 2–3 мг/л подвергает нас повышенному риску таких катастроф, как сердечные приступы и инсульты933. Уровень C-реактивного белка ниже 1 мг/л означает низкий риск, но у большинства американцев среднего возраста он повышен934, а значит, большинство из них страдает хроническим воспалением.
Похоже, что широкое распространение метавоспаления – это реакция иммунной системы на многочисленные неблагоприятные аспекты нашей жизни – от внешних факторов, таких как выхлопные газы и токсичные вещества, до образа жизни, включая курение, хронический стресс, нехватку физической активности и сна935. Но главным фактором развития хронических болезней на фоне метавоспаления может быть наша еда – то, что попадает из внешнего мира в наш организм по несколько раз каждый день936.
Диетический воспалительный индекс
Определить, является ли тот или иной продукт провоспалительным или противовоспалительным, легко – просто дайте людям его съесть и посмотрите, как изменится их уровень С-реактивного белка и других маркеров воспаления. Таким образом можно проверить воздействие отдельных питательных веществ, цельных продуктов, блюд и всего стиля питания.
Для оценки рациона исследователи изучили тысячи таких экспериментов и разработали диетический воспалительный индекс, составив систему баллов937. Чем больше провоспалительных продуктов вы едите изо дня в день, тем выше балл, а чем больше вы едите противовоспалительных продуктов, тем балл ниже. Если в целом вы едите больше противовоспалительных продуктов, то достигаете цели – отрицательной оценки, означающей противовоспалительный рацион.
Если говорить в общем, то компоненты переработанных продуктов питания и продуктов животного происхождения (такие, как насыщенные жиры, трансжиры и холестерин) оказались провоспалительными, а составляющие цельных растительных продуктов (такие, как клетчатка и фитонутриенты) – максимально противовоспалительными938. Неудивительно поэтому, что стандартная американская диета оценивается как провоспалительная, что подтверждает и повышенный уровень заболеваемости.
Чем выше диетический воспалительный индекс, тем больше риск развития сердечно-сосудистых заболеваний939 и тем хуже работают почки940, легкие941 и печень942. У людей, рацион которых оценивается как более воспалительный, ускорено клеточное старение943,944. В пожилом возрасте провоспалительный рацион ухудшает память945 и усиливает старческую астению946. Воспалительные диеты также связывают с ухудшением психического здоровья, включая повышение уровня депрессии, тревожности и ухудшение самочувствия947. Кроме того, более активное употребление провоспалительных продуктов связано с повышенным риском развития рака простаты948,949,950, рака груди951,952, эндометрия953, яичников954, а также с повышенным риском выкидышей. Еще более высокий диетический воспалительный индекс связан с повышенным риском развития рака пищевода955, желудка956, печени957, поджелудочной железы958, кишечника959, почки960 и мочевого пузыря961, а также неходжкинской лимфомы962.
В целом более воспалительный рацион на 75 % повышает вероятность развития рака и на 67 % увеличивает риск смерти от рака963. Неудивительно, что те, кто ест больше противовоспалительных продуктов, живут дольше964,965,966,967. А как диетический воспалительный индекс влияет на вес?
Ожирение и воспаление: причина или следствие?
Провоспалительный рацион также связывают с ожирением, особенно абдоминальным968. Пронаблюдав за тысячами взрослых людей с нормальным весом в течение некоторого времени, обнаружили, что те, кто ест больше провоспалительных продуктов, демонстрируют более высокую ежегодную прибавку веса, а те, чей рацион в основном воспалительный, имеют на 32 % более высокий риск набрать лишний или избыточный вес за восьмилетний период969. Исследователи учли также факторы, не связанные с едой, такие как курение и физические нагрузки, но не может ли более высокий диетический воспалительный индекс отражать лишь неправильное питание в целом? В том, что рацион, включающий меньше фруктов и овощей и больше мяса и «мусора», может способствовать набору веса, нет никакого разоблачения. Но откуда мы знаем, что эта взаимосвязь хоть как-то связана с воспалением?
Десятки исследований показали, что ожирение тесно связано с повышенным содержанием в крови маркеров воспаления, таких как С-реактивный белок970, но это воспаление является причиной или следствием ожирения?
Раньше было принято считать, что жировая ткань – лишь пассивное депо для хранения излишков жира971, но теперь мы знаем, что она активно выделяет воспалительные вещества. Жировая ткань может расти так быстро, что не успевает получить кровоснабжение и остается без кислорода972. (Если вставить электрод прямо в жировую ткань живота человека, страдающего ожирением, можно измерить, насколько ниже будет уровень кислорода по сравнению с показателями здорового человека973.) Считается, что это вызывает отмирание жировых клеток, избавляться от которых помогают макрофаги (тип белых кровяных телец, которые присутствуют в гное). Если взять биопсию жировой ткани из живота человека с ожирением, можно увидеть, что жир просто кишит макрофагами974. В конце концов макрофаги «застревают» и сливаются в гигантские клетки – признак хронического воспаления, свойственного таким стойким инфекциям, как туберкулез, или собираются вокруг инородных тел, от которых организм не может избавиться975. И все это время воспалительные соединения выбрасываются в общий кровоток976.
Получается, что ожирение ведет к систематическому воспалению, а не наоборот977,978. И хотя воспаление не является причиной ожирения, диета для снижения веса должна быть противовоспалительной – уменьшать воспалительные последствия избыточного телесного жира. Однако одна причинно-следственная связь в эпидемии ожирения у воспаления есть: воспаление в мозге. Чтобы понять, каким образом воспаление в мозге может вести к ожирению, нужно разобраться, каким образом мозг регулирует аппетит.
Ожирение принято считать нейроэндокринным (нервным и гормональным) нарушением, вызываемым повреждением механизмов регулирования аппетита в мозге979. Погодите! Разве причина ожирения не в переизбытке дешевой, легкодоступной, агрессивно рекламируемой жирной, сладкой, высококалорийной еды? Если бы причина была только в этом, людей с лишним весом было бы еще больше. Возможно, все 90 %, а не 72 %980. Исследователей ожирения больше всего интересует не то, почему полных людей так много, а то, учитывая, как располагает к ожирению наша продовольственная система, почему лишний вес не у всех981.
Знаю, что в книге об эпидемии ожирения это будет выглядеть странно, однако наши тела на самом деле превосходно регулируют свой вес. Подумайте сами. Мы съедаем около миллиона калорий в год, но у большинства из нас вес изменяется только на пару кило. Даже без нашего участия тело поддерживает энергетический баланс с точностью свыше 99,5 %982. Мы не можем даже калории посчитать с такой точностью. Буквально. Проверка показала, что информация о калорийности на упаковках готовых продуктов бывает настолько неточной, что, как выяснилось в одном из исследований, до четверти продуктов в выборке не соответствовали требованию FDA о допустимой 20 %-ной погрешности983. Почему наши тела справляются лучше разума?
Главную роль в регулировании обмена веществ играет гипоталамус984 – область мозга размером с миндальный орех, расположенная в средней части черепа на уровне глаз. Гипоталамус регулирует температуру тела, заставляя нас дрожать, когда становится слишком холодно, или потеть, когда нам слишком жарко, и точно так же он регулирует количество телесного жира, заставляя нас есть больше, если мы слишком худые, и меньше, когда мы становимся слишком полными. Это наш «центр насыщения», который тщательно контролирует наш аппетит, чтобы мы съедали строго необходимый на определенное время объем еды, не набирали и не теряли слишком много веса. Но как именно гипоталамус определяет количество жира в теле?
Наши жировые клетки выделяют гормон лептин (от греч. leptos – «худой»). Чем больше в теле жира, тем выше уровень лептина в крови. Гипоталамус использует уровень лептина как жировой термостат и снижает наш аппетит, если уровень лептина становится слишком большим.
Классическая серия экспериментов над заключенными под названием «Экспериментальное ожирение у мужчин», опубликованная в 1970-х годах, показала, как сложно обмануть эту систему регулирования аппетита, если она работает правильно. Для худощавых заключенных Вермонтской тюрьмы разработали индивидуальные меню, содержавшие до 10 тысяч калорий в день, чтобы увеличить их вес на 25 %985. Задача, как ни странно, оказалась непростой. Большинство стало страшиться завтрака, а кого-то после него рвало986. И все же большинство справилось и добилось требуемой прибавки в весе. Но как только эксперимент закончился, участники быстро потеряли все лишние килограммы и вернулись к исходному весу987.
Судя по тому, что мы знаем о лептиновом жировом термостате гипоталамуса, все это логично. Из-за дополнительного телесного жира у участников эксперимента вырабатывалось больше лептина. В ответ гипоталамус кардинально подавлял аппетит до тех пор, пока участники не вернулись в норму. А когда уровень жира снизился до нормального, в норму пришел и уровень лептина, после чего гипоталамус вернул участникам их обычный аппетит. Но как в таком случае возникает ожирение и как оно связано с воспалением?
Воспалительное повреждение мозга как причина ожирения
Люди набирают вес, и он сохраняется, если у них нарушается связь между уровнем лептина и работой гипоталамуса. Исключительные случаи так называемого гипоталамического ожирения обнаружили еще в 1840 году, когда при вскрытии у «необычно тучной» женщины обнаружили опухоль рядом с гипоталамусом988. Все, что вредит гипоталамусу, способно привести к ожирению – травма головы, аневризмы, операция на мозге989. Как только происходит повреждение и цепь обратной связи разрывается, гипоталамус теряет способность адекватно реагировать на предупреждающие сигналы об увеличении уровня лептина. В результате у человека может развиться бесконтрольный аппетит, вплоть до того что он начнет воровать еду и попадет за это за решетку990.
Представьте себе, что происходит, когда ребенок появляется на свет с врожденной лептиновой недостаточностью, при которой жировые клетки вообще не способны выделять лептин. Его гипоталамус никогда не получает сигнала об избытке жира и необходимости уменьшить аппетит. Такие дети едят постоянно и становятся настолько катастрофически тучными, что с трудом передвигаются и к 4 годам могут весить уже больше 45 килограммов991.
Но введите таким детям лептин – и лишний вес уйдет. Первым ребенком, на котором опробовали этот метод, стала девятилетняя девочка весом более 90 килограммов. За считаные дни после введения лептина ее пищевое поведение заметно изменилось. Впервые в жизни она наелась таким же количеством еды, как ее ровесники, что подтверждает важность лептина в регулировании аппетита992.
Представляете, как диетическую индустрию вдохновила перспектива начать вводить людям лептин как новое чудодейственное средство для снижения веса? Но помните: люди с ожирением под завязку набиты лептином, который выделяет их лишний жир. Проблема в том, что лептин не работает.
Это как с диабетом. При диабете 1-го типа уровень сахара в крови слишком высок из-за того, что организм не вырабатывает достаточно инсулина. Введите инсулин, и уровень сахара в крови вернется в норму. Так же и у детей с редким врожденным дефицитом лептина – они набирают избыточный вес из-за нехватки лептина, но начните вводить им лептин – и вес придет в норму. А вот люди с диабетом 2-го типа способны вырабатывать достаточный объем инсулина, но целевые ткани к нему нечувствительны. В организме уже достаточно инсулина, а зачастую и слишком много из-за того, что поджелудочная железа выдает его больше и больше в попытках справиться с резистентностью. Организм просто не реагирует на него должным образом.
Резистентность к лептину таким же образом приводит к ожирению. У людей с лишним весом вырабатывается достаточно лептина, даже более чем достаточно, но целевая ткань, гипоталамус, не поддается его воздействию. Что можно с этим сделать? Примерно то же самое, что и с резистентностью к инсулину.
Существует два основных подхода к лечению диабета 2-го типа: традиционная медицина пытается одержать над ним верх за счет введения дополнительного инсулина сверх того, что уже имеется, а медицина образа жизни лечит причину, пытаясь устранить резистентность к инсулину и снова запустить естественную цепь обратной связи в организме. То же самое с ожирением – предпринимаются попытки одолеть систему, вводя в организм еще больше лептина, но почему бы вместо этого не заняться решением исходной проблемы – резистентностью к лептину?993
Интересно, что резистентность к инсулину и резистентность к лептину могут иметь одну и ту же причину – липотоксичность (от греч. lipos — «животный жир»). Липотоксичность развивается из-за высококалорийного питания с большим количеством насыщенных жиров и может вести к воспалению994.
Из огня да в полымя
Когда лабораторным животным дают насыщенный жир, он за считаные часы преодолевает барьер между кровеносной и центральной нервной системами и накапливается в гипоталамусе, вызывая воспаление, резистентность к инсулину и переедание995. Этот процесс можно воссоздать даже в чашке Петри. Если капнуть насыщенный жир, присутствующий в американской диете (основным источником которой служат мясо и молочные продукты)996, на нейроны гипоталамуса, воспаление начинается сразу как по щелчку 997. В оригинальных исследованиях на животных использовался рацион на основе сала, но точно таким же образом действует и молочный жир998. Хорошая новость в том, что как только лабораторным животным стали снова давать их обычную маложирную пищу, воспаление в гипоталамусе тут же прошло999.
А что насчет людей? Экстраполировать данные с лабораторных животных на человека всегда непросто1000, и исследование ожирения не стало исключением1001. Прежде всего у лабораторных животных и человека несопоставимый рацион. Грызунов кормили высокожирной едой на основе сала (содержала около 60 % жиров)1002. При этом в беконе всего 40 % сала1003, а значит, человек не может получить столько же жира, сколько давали грызунам, даже если будет есть один бекон.
Из-за проблемы с экстраполированием данных с животных на человека мы не знали, происходит ли подобное воспаление гипоталамуса у людей с ожирением, пока исследователи не смогли это проверить по МРТ головного мозга высокого разрешения1004. Последующие сравнения со срезами мозга, полученными в результате аутопсии, подтвердили: то, что исследователи увидели на МРТ, действительно указывало на гипоталамическое воспаление1005. Нервы были воспалены, но не разрушены, а значит, весь процесс можно обратить вспять. (В течение 10 месяцев после бариатрических операций никаких улучшений с точки зрения гипоталамического воспаления не наблюдалось1006, но возможно, это связано с тем, что ушивание желудка вынуждает человека есть меньше, но не обязательно лучше).
Рандомизированные перекрестные исследования показали, что, незаметно повышая свое потребление насыщенных жиров, можно вызвать обратимые негативные изменения в работе мозга, настроении, воспалении и скорости обмена веществ в покое и даже подорвать свою мотивацию к физической активности1007,1008. Участники исследования, в рацион которых входило много насыщенных жиров, стали двигаться на 12–15 % меньше, чем те, кто ел мало насыщенных жиров1009. И стоит отметить, что исследователи использовали насыщенные жиры растительного происхождения – пальмовое масло, которое присутствует в некоторых немолочных сырах, веганских спредах и другой обработанной «мусорной» еде, так что противовоспалительная диета – это не просто растительная диета в целом, а скорее выбор цельных необработанных растительных продуктов.
ЕСЛИ НЕ ПОДВОДИТ ПАМЯТЬ
Область мозга, отвечающая за память, называется гиппокампом. Он состоит из двух гребней в форме перевернутых морских коньков, расположенных глубоко внутри височных долей. При болезни Альцгеймера в первую очередь поражается именно он. Если воспалительное повреждение метаболического центра мозга, вызванное насыщенными жирами, может способствовать ожирению, то не влияет ли оно и на центр памяти?
Когда лабораторным животным дают насыщенный жир (сало), нейроны в их гипоталамусе демонстрируют стрессовую реакцию в течение 72 часов1010. Последующие проблемы с памятью и ожирением указывают на порочный круг, когда насыщенные жиры повреждают гиппокамп и вызывают ухудшение памяти, что в результате приводит к поеданию еще большего количества сала, словно животные забыли, сколько они уже съели. Повреждение мозга усиливается, возникает когнитивная дисфункция – и набирается вес1011. Это открытие стало поводом для проведения исследований на человеке. Магнитно-резонансная томография мозга участников, проведенная с разницей в 4 года, показала, что у тех, кто ел много вредной еды и мяса, гиппокамп стал намного меньше, чем у тех, кто питался более здоровой пищей1012. С потреблением насыщенных жиров также связывают ускоренное снижение когнитивных функций, но точно понять, является это причиной или следствием, без испытаний нельзя1013.
Исследователи посадили людей на высокожирную кетогенную диету и подтвердили ухудшение когнитивных функций, включая скорость реакции и внимательность, в течение 7 дней1014. Другая исследовательская группа обнаружила, что высокожирная диета ухудшает работу мозга всего за 5 дней: «Обнаружилось снижение скорости извлечения информации из памяти, ухудшение способности интенсивно концентрировать внимание и выполнять сложные задачи высокого порядка, связанные с работой памяти и вниманием»1015.
Работа мозга может ухудшиться за 4 дня, даже если есть вредную еду всего один раз в день. Австралийские исследователи в случайном порядке разделили мужчин и женщин на группы, одна из которых в течение 4 дней подряд получала на завтрак продукты с большим количеством насыщенных жиров и добавленного сахара, а другая – более полезную пищу. Этого оказалось достаточно для того, чтобы вызвать существенное ухудшение обу чаемости и памяти, связанное с гиппокампом. Участников просили, например, несколько раз повторить список из 12 слов, а через 20 минут попробовать вспомнить эти слова. Большинство смогли запомнить около 90 % слов. У тех, кто в результате случайного распределения ел жирную пищу один раз в день в течение 4 дней, способность извлекать информацию из памяти упала до 75 %. Хотя высокожирные завтраки также включали добавленный сахар, общее потребление сахара за 4 дня исследования не изменилось и не отличалось от контрольной группы, зато потребление насыщенных жиров увеличилось вдвое1016.
Кроме того, в группе жирных завтраков ухудшилась интероцепция – способность к восприятию внутреннего состояния тела. Другими словами, им нужно было съесть примерно на 70 калорий больше, чем раньше, чтобы ощутить такое же чувство сытости. Снижение чувствительности к голоду в сочетании с ухудшением способности к запоминанию создает все условия для набора веса. При этом повреждение гиппокампа должно быть обратимо. Исследователи предполагают, что период устранения вреда от четырех жирных трапез может занимать от 4 до 6 недель1017.
Несмотря на то что общее потребление сахара не изменилось, исследователи считают наиболее вероятной причиной ухудшений рост потребления насыщенных жиров с добавленным сахаром1018. Одна-единственная трапеза с большим количеством насыщенных жиров (эквивалентная четырехфунтовому чизбургеру с большой порцией картошки фри) увеличивает резистентность всего организма к инсулину на 25 %1019. Вместе с добавленным сахаром это может привести к скачку уровня сахара, достаточно сильному для того, чтобы нарушить функцию гипоталамуса. Как говорится в статье об этом исследовании, опубликованной в медицинском журнале, даже одна-единственная порция насыщенных жиров «сшибает с ног»1020.
ПИЩА ДЛЯ УМА
Употребляя в пищу больше противовоспалительных и меньше провоспалительных продуктов, можно не только предотвратить, но и устранить повреждение механизма регулирования аппетита в мозге, который может вести к развитию и сохранению ожирения.
Судя по диетическому воспалительному индексу, главным противовос – палительным продуктом является куркума, за которой следуют имбирь и чеснок, а главным противовоспалительным напитком – зеленый или черный чай. Два самых противовоспалительных пищевых компонента – это клетчатка и флавоны1021. Пищевая клетчатка есть во всех цельных растительных продуктах, но больше всего ее в бобовых, таких как фасоль, горох, нут и чечевица1022. Флавоны – это соединения, которых много в зелени, овощах и фруктах1023; главным их источником в американском рационе являются петрушка, сладкий перец, сельдерей, яблоки и апельсины1024. Из напитков больше всего флавонов содержит ромашковый чай1025.
Самые провоспалительные пищевые компоненты – это насыщенные жиры и трансжиры. Пять главных источников насыщенных жиров в США – сыр, десерты (торты, пирожные и мороженое), курица, свинина и только потом уже бургеры1026. К счастью, с запретом на трансжиры единственными их источниками останутся небольшие количества, которые естественным образом присутствуют в мясе и молочных продуктах и образуются при рафинировании растительных масел1027.
В клинической практике противовоспалительная диета в первую очередь «ориентирована на выбор цельных растительных продуктов»1028. Как я уже писал, не все продукты растительного происхождения являются противовоспалительными (например, тропические масла), как и не все животные продукты являются провоспалительными. Например, жирные кислоты омега-3, которые присутствуют в рыбе, в диетическом воспалительном индексе относятся к противовоспалительным компонентам1029. Рыбий жир не вызывает систематического воспаления у здоровых людей1030, но зато может снижать количество маркеров воспаления у тех, кто страдает хроническими заболеваниями1031. Удивительно, но, в отличие от растительных источников омега-3 (таких как орехи), рыба в рационе не уменьшает смертность от воспалительных заболеваний1032. Возможно, пользу от омега-3 нивелируют промышленные токсины, загрязняющие большую часть водной пищевой цепи1033.