Экстремальное голодание, ведущее к резкой потере жира и лептина, может вызвать уменьшение размера мозга. Изучение пациентов с анорексией показывает, что у них уменьшается вес мозга, а на снимках МРТ видно, что мозговая ткань у них съеживается. Исследователи из Лондона также наблюдали, что низкий ИМТ (менее 20) в среднем возрасте на 34 процента повышает вероятность деменции в поздний период жизни. Так что жир и наш мозг тоже тесно связаны друг с другом.
И все же не стоит набирать слишком много жира и радоваться этому. Состояние на другом конце спектра столь же вредно для вашего мозга. Ожирение, в особенности того типа, когда накапливается много висцерального жира (жир в брюшной полости), тоже приводит к атрофии мозговой ткани. Исследования калифорнийской организации Kaiser Permanente, законченные в 2008 году, затронули 6583 человек и продолжались три десятилетия. У тех людей, кто имел наибольшее количество висцерального жира в возрасте между сорока и сорока пятью, была куда большая вероятность деменции в семьдесят, чем у тех, у кого был нормальный вес. Другая работа, проведенная учеными в рамках программы Framingham Heart Study[29], показала, что размер мозга тоже изменяется при чрезмерном ожирении. После оценки 733 человек с высоким ИМТ они заметили, что размер меньше у тех, у кого больше висцерального жира. Вероятная причина — наносящие вред возбуждающие сигналы, что порождаются висцеральным жиром и путешествуют по телу, а также возможная резистентность к инсулину и лептину. Правильное количество жира, расположенного в правильном месте, помогает поддерживать наш мозг в порядке.
Жир важен не только для поддержания состояния органов, он также прикрывает нас от болезней и повреждений. Наша иммунная система защищает нас от заболеваний, отправляя белые кровяные тельца, коагулирующие агенты и белки для починки к месту ранения или инфицирования. Чтобы делать это, тело обращается к почти чудесному процессу, в рамках которого оно создает кровеносные сосуды в поврежденном районе, чтобы обеспечить целевую доставку веществ. Процедура выращивания таких похожих на трубочки структур называется ангиогенезом, и ее тесную связь с жиром открыла — случайно — ученый Росио Сьерра-Хонигман.
В 1996 году Сьерра-Хонигман была молодым научным сотрудником в Йельском университете. Ее муж работал в исследовательском центре фирмы «Байер» в Коннектикуте, где пытался получить в лабораторных условиях клетки, производящие рецептор лептина, тот самый, которого недоставало у мыши db. Однажды вечером Сьерра-Хонигман помогала ему. Она хотела убедиться, что клетки, которыми занимается ее муж, на самом деле вырабатывают рецептор лептина, так что она использовала тест на антитела. Для сравнения она взяла клетки эндотелия (из них состоят наши вены), поскольку тогда считали, что они не должны содержать лептиновых рецепторов и не должны реагировать.
Но к удивлению Сьерра-Хонигман, лептиновые рецепторы обнаружились и в клетках эндотелия. Это означало, что лептин неким образом взаимодействует с нашими кровеносными сосудами. Сьерра-Хонигман вспоминает: «Из-за этого я не могла спать ночью. Если бы я была клеткой эндотелия, то зачем мне мог понадобиться лептиновый рецептор?». Вопрос привел к тому, что в Йельском университете был начат новый исследовательский проект.
Сьерра-Хонигман обратилась за помощью к Гильермо Гарсия-Карденья и Андреасу Папапетропулосу — двум коллегам, изучавшим ангиогенез. Они брали культуры клеток эндотелия и добавляли к ним лептин. И в результате нашли нечто, никогда ранее не наблюдавшееся, — добавление лептина заставляет клетки эндотелия выстраиваться в трубочки, напоминающие кровеносные сосуды. Это была ранняя стадия процесса образования таких сосудов, важнейшая техника, с помощью которой мы лечим сами себя.
Ангиогенез в то время был горячей темой для исследований. Иуда Фолкман из медицинской школы Гарвардского университета в Бостоне в 1970-х обнаружил, что процесс спонтанного образования вен в значительной степени отвечает за рост злокачественных опухолей. По мере того как опухоль растет, ей требуется собственное снабжение кровью, чтобы нормально питаться и продолжать рост. Тогда думали, что если прекратить этот процесс, то опухоль перестанет расти и распространение рака остановится. Многие лаборатории работали над тем, чтобы придумать способ затормозить ангиогенез.
Учитывая огромное число исследований ангиогенеза того периода, лаборатории были оборудованы для проведения тестов на агентов как тормозящие, так и провоцирующие образование сосудов. Показателем действенности анализа было обнаружение искомого на роговице живых крыс. Когда Сьерра-Хонигман и ее коллеги проанализировали содержание лептина в роговице крыс, они обнаружили, что этот гормон на самом деле вызывает быстрое образование сосудов. Результаты исследований были опубликованы в Science в 1998 году.
Научное сообщество отреагировало удивлением. Даже Иуда Фолкман, открыватель ангиогенеза, был изумлен. «Никто не думал, что лептин неким образом связан с ангиогенезом, — говорил он. — Эта статья из тех, что меняют человеческое мышление».
Следующий эксперимент Сьерра-Хонигман сводился к тестированию воздействия лептина на лечении настоящих ран. Небольшие повреждения наносились мышам, после чего им вводился агент, мешавший лептину добираться до раны. У таких животных раны оставались открытыми и заживали медленнее, чем у мышей из контрольной группы. Другие эксперименты, как говорит Сьерра-Хонигман, показали, что, «нормальная рана на мыши заживает от 5 до 7 дней», но с лептиновой терапией «она полностью исцелялась за 3–4 дня». Имея на руках ее находки, ученые в других лабораториях испытали лептин на ранах и получили те же самые результаты. И одновременно наблюдали, что раны заживали медленнее у страдающих анорексией, у которых очень низкое содержание жира и уровень лептина.
Располагаясь непосредственно под нашей кожей, исцеляя наши раны и обеспечивая амортизацию при падении и повреждениях, жир является передовой линией защиты нашего тела. Но он участвует в обеспечении безопасности организма и другими способами. Эндокринолог Садаф Фаруки, работающая в Кембриджском университете, та самая, что вместе со Стивеном О’Райли лечила Лейлу (описано в главе 2), встречала множество детей с врожденной нехваткой лептина, изучала их метаболизм, рост, созревание и общее состояние здоровья. Фаруки отмечала, что такие дети не только страдали ожирением, но имели также более высокую склонность к инфекциям верхних дыхательных путей.
Когда Фаруки обратилась к биохимическим показателям, она заметила, что дети с нехваткой лептина имеют пониженный уровень некоторых разновидностей Т-лимфоцитов, ключевых иммунных клеток, которые активируются патогенами. Но едва начиналась лептиновая терапия, их уровень Т-лимфоцитов и другие показатели иммунитета нормализовались. Получая лептин, дети становились менее восприимчивыми к респираторным инфекциям.
Выходит, что многие из наших иммунных клеток имеют рецепторы лептина, а значит, на их поверхности есть места, которые связывают этот гормон. Единожды связанный лептин влияет на передачу сигналов и дальнейшее поведение этих иммунных клеток. Люди с очень низким содержанием телесного жира часто имеют ослабленную иммунную систему. В развивающихся странах недостаточное питание часто облегчает распространение инфекций, поскольку иммунная система у тех, кто не ест достаточно, работает неэффективно. Исследования также показывают, что пациенты с анорексией, у которых экстремально мало жира, имеют сниженные иммунные функции кожи, общее падение уровня Т-лимфоцитов и лимфоцитов вообще.
Тот факт, что жир усиливает нашу иммунную систему, ошеломил научное сообщество. И на этом сюрпризы для него не закончились. На самом деле, в той области здоровья, где мы обычно ждем, что жир принесет болезни, исследователи обнаружили нечто противоположное.
Доктор Карл Лэви — директор по медицинским вопросам Центра реабилитации кардиологических больных и предотвращения сердечных болезней в Институте сердца и сосудов им. Джона Окснера в Новом Орлеане. Десятилетия он работал кардиологом, у него была прекрасная практика и научная карьера. В конце 1990-х Лэви заметил, что большая часть отчетов с показателями потребления кислорода во время легочно-сердечного тестирования под нагрузкой — метод используется, чтобы оценить способность переносить нагрузку и предсказать исход для пациентов с острыми сердечными проблемами — включают общий вес тела вместо мышечной массы. Поскольку жир практически не участвует в метаболизме кислорода в теле, Лэви заинтересовался: если удалить его из уравнения, не повысит ли это точность результатов? Он придумал и провел исследование на 225 пациентах, и определил, что использование только мышечной массы позволяет более точно предсказывать шансы на выживание после сердечного приступа.
Оценивая полученные данные, Лэви заметил кое-что еще. Пациенты с более высоким индексом массы тела и большим количеством жира, по всей видимости, жили после сердечного приступа дольше. Результат противоречил общепринятому мнению, что малое содержание жира куда благотворнее в подобной ситуации. Лэви изучил больше случаев, и подтвердил взаимосвязь между более высоким весом и лучшим восстановлением после сердечного приступа. Это было неожиданное открытие, идущее вразрез с научным консенсусом.
Воодушевленный Лэви и его коллеги написали статью и подготовили ее к публикации. Но первый журнал отверг ее. Лэви был убежден, что второй ее точно возьмет. Он отправил текст в другое авторитетное медицинское издание и снова получил отказ. Текст побывал еще в двух журналах, но нигде его так и не приняли. Лэви вспоминает: «У нас было по-настоящему тяжелое время, когда мы пытались напечатать нашу работу. Один из рецензентов сказал что-то вроде: „Это самая глупая штука, о которой я когда-либо слышал“. Второй был добрее, он всего лишь посоветовал: „Отправляйтесь обратно и лучше пересмотрите свои данные, поскольку где-то в них кроется фатальная ошибка“. На самом деле они говорили о том, что не могут поверить в подобное». Медицинское сообщество не было способно принять факт, что жир может оказывать положительное воздействие на сердечников.