Глава 9. Нормальная болезнь энергетического гомеостата -- ожирение

Принято считать, что древний человек питался исключительно углеводами ичто всеядность, приведшая к употреблению мяса и животного жира, быларешающим шагом к его современным болезням. Это утверждение не совсем точно.Ни древний человек, ни человекообразные обезьяны, вопреки существующемумнению, никогда не питались исключительно углеводами. Их организм всегдаиспользовал как источник энергии и углеводы и животные жиры. Древний человекдействительно получал энергию из растительной пищи, используя какэнергетический материал главным образом глюкозу, а также другой углевод --фруктозу. Но независимо от исходного пищевого продукта, если в кровипоявляется избыток глюкозы, то эта глюкоза в жировой ткани при помощигормона инсулина превращается в жир. Это происходит по той же схеме, покоторой при кормлении домашней птицы зерном добиваются у нее накопленияжира. Если растительные жиры, содержащиеся в растительной пище, относятся схимической точки зрения к ненасыщенным жирам, то из глюкозы в человеческоморганизме образуются полутвердые и твердые, или насыщенные, жиры (такие жежиры мы получаем из животного организма). Когда пища в организм непоступает, на пример ночью, то именно эти жиры и служат источником, изкоторого извлекается энергия. Между двумя источниками энергии -- углеводами и животными жирамисуществует антагонизм, поддерживать который прежде всего и призванэнергетический гомеостат. Глюкоза и жирные кислоты в этой системе одновременно выступают и кактопливо, и как факторы регуляции. Два других главных элементаэнергетического гомеостата -- это гормоны: инсулин и гормон роста. Инсулиннеобходим для усвоения глюкозы. Энергетическая система устроена так, чтоглюкоза стимулирует поступление инсулина в кровь из поджелудочной железы, тоесть сама глюкоза создает условия для своего сгорания в тканях. Гормон роста действует в энергетическом гомеостате как жиромобилизующийгормон. Под влиянием гормона роста из жировых депо увеличивается поступлениежирных кислот -- второго вида топлива. Когда в организм поступает пища, нет необходимости использовать жир,накопленный про запас в собственном теле. Использование резервного жира вэто время ограничено или даже прекращено, что достигается следующим образом. Повышение в крови концентрации глюкозы, обусловленное поступлениемпищи, влияет на рецепторы глюкозы в гипоталамусе. Это приводит к снижениюпоступления гормона роста из гипофиза. Так как гормон роста обладает мощнымжиромобилизующим действием, то уменьшение его концентрации уменьшает в кровиуровень жирных кислот. Одновременно глюкоза стимулирует выделение инсулина из поджелудочнойжелезы. Инсулин необходим для сгорания глюкозы в тканях, и поэтомуестественно, он обладает свойством тормозить мобилизацию жира из жировыхдепо. Это совмещенное влияние -- уменьшение в крови концентрации гормонароста и повышение концентрации инсулина -- значительно снижает поступлениежирных кислот в кровь. В этих условиях глюкоза становится основнымэнергетическим материалом, используемым организмом. Таким образом, после приема пищи создаются условия для использованияэнергетических материалов пищи и cooтветственнo сохраняются запасырезервного жира. Более того, запасы жира даже пополняются: если в крови накапливаетсяизбыток глюкозы (например, из-за снижения ее использования в мышцах), тоэтот избыток под влиянием того же инсулина превращается в жир. Тип энергетического обеспечения полностью изменяется в условияхголодания, например ночью, когда пища в организм не поступает. Системаэнергетического гомеостата и в этих условиях ведет себя очень "разумно": вкачестве топлива используется жир, запасы которого в жировых депо намноговыше, чем запасы глюкозы, заключенной "в животном крахмале" -- гликогене. Аглюкоза сохраняется для нервной ткани, для которой она составляет основнойисточник энергии. При этом даже "учитывается", что запасы глюкозы в организме ограниченыи в условиях голодания усиливается механизм, обеспечивающий производствоглюкозы из белка. Все эти изменения в энергетике осуществляются следующим образом. Когдав организм пища не поступает, снижается концентрация глюкозы в крови. Врезультате снижается также уровень инсулина, продукция которого находится взависимости от концентрации глюкозы. В соответствии с устройствомэнергетического гомеостата снижение концентрации в крови глюкозы и инсулинаснимает тормоз с центра гипоталамуса, контролирующего выделение гипофизомгормона роста. Соответственно уровень гормона роста в крови повышается, ивследствие этого усиливается мобилизация жира из жировых депо. Так как вусловиях голодания снижено содержание в крови инсулина, то устраняетсятормозное препятствие, оказываемое инсулином на мобилизацию жира, чтоувеличивает жиромобилизующее действие гормона роста. В результате уровеньжирных кислот в крови возрастает. Жирные кислоты становятся главнымэнергетическим субстратом -- основным топливом, сжигаемым организмом. В отличие от глюкозы, которая для своего транспортирования в клеткучерез клеточную мембрану нуждается в помощи инсулина, поступление жирныхкислот в мышечную клетку находится в прямой зависимости от их концентрации вкрови. Это преимущество перед глюкозой усугубляется еще тем, что жирныекислоты препятствуют усвоению глюкозы мышечной тканью. Такой антагонизм крайне целесообразен: он обеспечивает в условияхголодания (когда запасы глюкозы в организме не пополняются) переключениепотока глюкозы в направлении нервной ткани. Кроме того, гормон ростапротиводействует влиянию инсулина на усвоение глюкозы. Этот антиинсулиновыйэффект гормона роста еще больше затрудняет использование глюкозы мышечнойтканью. Поэтому когда в условиях голодания снижается в крови уровень глюкозыи освобожденный от "глюкозного тормоза" гормон роста переключает организм наиспользование жира, одновременно благодаря двойному антагонизму: междужирными кислотами и глюкозой, с одной стороны, и между гормоном роста иинсулином -- с другой, создаются оптимальные условия для сжигания жирныхкислот в мышечной ткани. И соответственно условия, обеспечивающие снижениеиспользования глюкозы. Все эти изменения можно выразить следующей формулой: углеводы несгорают в пламени жиров. Более того, когда происходит сдвиг в сторонуусиленного использования жирных кислот, то сами жирные кислоты усиливаютмеханизм воспроизводства глюкозы из белка, подчиняя деятельность организмазадаче обеспечения нервной ткани энергией. Итак, в организме существует два способа энергетического обеспечения.При первом способе, который условно можно назвать дневным, энергетическиематериалы поступают с пищей, в то же время выключая использование резервногожира. Источником энергии здесь служит глюкоза и в меньшей степени -- пищевойжир. Совместное использование двух энергетических субстратов облегчаетсятем, что жиры сгорают в пламени углеводов. При втором способе энергетического обеспечения организма, которыйусловно можно назвать ночным, основным источником энергии становятся жирныекислоты. Правильное чередование типов обеспечения энергетическим материаломв норме достигается за счет влияния пищи на систему четырехкомпонентногоэнергетического гомеостата, в котором главными регулирующими факторамиявляются глюкоза и инсулин, жирные кислоты и гормон роста* Однако приожирении и в процессе нормального старения механизм переключенияэнергетического гомеостата нарушается, и организм независимо от своихистинных потребностей переходит на жировой путь обеспечения энергией. Отсюда следует, что в энергетическом гомеостате с увеличением возрастапроисходят такие же изменения, какие наблюдаются и в адаптационном, и врепродуктивном гомеостате. Но вот что может показаться странным. Если система плохо тормозится, тоесть если повышение концентрации глюкозы в крови не оказывает нормальноготормозящего влияния на секрецию гормона роста, то уровень его в крови долженувеличиться. Однако, напротив, у лиц среднего возраста, у которыхгипоталамический порог повышен, концентрация гормона роста в крови отчетливониже, чем у молодых. Долгое время это противоречие оставалось без объяснения, пока различныеисследователи не выяснили, что ожирению свойственно понижение уровня гормонароста в крови. В дальнейшем стало ясно, что именно жирные кислоты,концентрация которых в крови при ожирении увеличена, вызывают снижениеуровня гормона роста. Этот вывод подтверждается следующим образом; Человекувводится никотиновая, кислота -- витамин, который тормозит мобилизацию жира,и снижение в крови концентрации жирных кислот сопровождается острымповышением уровня гормона роста. Существование: "жирового тормоза", основанного на способности жирныхкислот тормозить выделение из гипофиза гормона роста, весьма целесообразно.Действительно, если учитывать, что поступление пищи в организм должнозатормозить использование резервного жира, то не только углеводы (глюкоза),но и жир (жирные кислоты) должен в соответствии с этим правилом угнетатьвыделение жиромобилизующего гормона роста. Иными словами, после поступленияв организм пищи механизм мобилизации жира должен выключаться. Однако в действии этого целесообразного механизма имеется важноеограничение, почему-то не привлекшее к себе ранее внимания. В детскомвозрасте наблюдается одновременно высокий уровень в крови и жирных кислот, игормона роста, как будто никакого "жирового тормоза" вообще не существует. Эту парадоксальную ситуацию можно объяснить, следующим образом.Сочетание повышенной концентрации в крови и гормона роста, и жирных кислотпротиворечит их взаимоотношениям, определяемым механизмом отрицательнойобратной связи: ведь высокий уровень жирных кислот в крови должен приводитьпутем воздействия на гипоталамус к снижению уровня в крови гормона роста.Поэтому одновременное повышение уровня и гормона роста, и жирных кислотможет происходить только в том случае, если повышен порог чувствительностигипоталамуса к тормозящему влиянию жирных кислот. Иными словами, в периоддетства в системе гипоталамус -- гормон роста -- жирные кислоты наблюдаетсяявление, которое в других главных гомеостатических системах возникает лишь впроцессе старения. Действительно, в адаптационной и репродуктивной системах с возрастомпроисходит повышение гипоталамического порога. Такое же явление имеет местои в энергетическом гомеостате в системе,.контролирующей взаимоотношениямежду гормоном роста и глюкозой. Но в этом же энергетическом гомеостате помере старения наблюдается и нечто полностью противоположное, а именновозрастное понижение гипоталамического порога чувствительности к тормозящемудействию жирных кислот. Это и приводит к тому, что по мере старения, когдажирные кислоты становятся главным источником энергии, концентрация гормонароста в крови снижается. Подведем некоторые итоги. В системе энергетического гомеостата по мерестарения происходят два независимых изменения регуляции: гипоталамическийпорог чувствительности к тормозящему действию глюкозы повышается, тогда какк жирным кислотам -- падает. Но если в природе что-либо существует, то это всегда имеет основания.Чем могут быть вызваны разнонаправленные изменения в одной и той же стольсогласованно работающей энергетической системе? Для процесса роста организма необходимы и гормон роста, и жирныекислоты, которые энергетически обеспечивают потребности роста. Такимобразом, то, что в детстве жирные кислоты не обладают сильным тормозящимвлиянием на продукцию гормона роста, как раз и необходимо для ростаорганизма. С другой стороны, хорошо работающий в детстве глюкозный тормозрегулирует поступление энергетических веществ через центр аппетита и темсамым распределение топлива в системе энергетического гомеостата, включая тодневной, то ночной тип энергетического обеспечения. Пока глюкозный тормозфункционирует правильно, а это имеет место в детстве и юности, переключениепотоков энергии, добываемой то из глюкозы, то из жира, хорошоконтролируется. Когда же происходит снижение эффективности глюкозноготормоза, вызванное возрастным повышением гипоталамического порога, развитиеожирения становится неизбежным в силу свойств, присущих энергетическомугомеостату. Иными словами, даже если бы не происходило возрастного нарушенияв регуляции аппетита, то и тогда бы при нормальном, сбалансированном притокеэнергетических продуктов одно лишь изменение в системе гипоталамус -- гормонроста -- глюкоза должно было бы приводить постепенно к переключениюэнергетического гомеостата на преимущественно жировой способ обеспеченияэнергией. Если же при этом наблюдается хотя бы незначительное превышение приходаэнергии над ее расходом (вследствие возрастных нарушений в регуляцииаппетита), это будет приводить к развитию ожирения. Так оно в действительности и происходит. В этом смысле ожирение -- этонормальная болезнь, которая всегда возникает в процессе старения. Подобнотому как климакс является естественным следствием возрастных измененийрегуляции в репродуктивном гомеостате (глава 7), а гиперадаптоз -- вадаптационном гомеостате (глава 6), возрастное ожирение -- это нормальноепроявление возрастных изменений в системе энергетического гомеостата. Однако возрастное ожирение -- не только одна из ряда нормальныхболезней. Роль ожирения в развитии других болезней чрезвычайно велика.Почему именно ожирение играет столь ответственную роль? Для того чтобы ответить на этот вопрос, надо сначала рассмотреть,почему ожирение, как только оно возникает, теряет "связь с прошлым" истановится самовоспроизводящим процессом, буквально "вечным двигателем" всистеме формирования болезней старения. Ожирение -- не проблема века, а вечная проблема.