Код жизни. Как защитить себя от развития злокачественных новообразований и сохранить тело здоровым до глубокой старости - Джейсон Фанг

Когда у клетки мало энергии, она содержит много АМФ и мало АТФ, и тогда активируется АМФК. Этому сенсору питательных веществ все равно, что именно вы съели: он ведет себя скорее как измеритель общего уровня топлива в клетке.

• Большие запасы энергии = низкий уровень АМФК

• Малые запасы энергии = высокий уровень АМФК

Как и другие сенсоры питательных веществ, mTOR и инсулин, АМФК неразрывно связан с ростом. Высокий уровень АМФК снижает активность mTOR, замедляя рост. АМФК увеличивает производство новых митохондрий, клеточных энергостанций, чтобы усилить способность клетки сжигать жир. Кроме того, АМФК усиливает аутофагию, важный процесс самоочищения и переработки внутриклеточного материала.

Лекарства, активирующие АМФК (имитирующие малые запасы энергии в клетках), полезны для здоровья. Вот лишь некоторые примеры: противодиабетическое средство метформин; ресвератрол, содержащийся в винограде и красном вине; галлат эпигаллокатехина (EGCG) из зеленого чая и шоколада; капсаицин, содержащийся в перцах; куркумин, содержащийся в куркуме, чесноке и традиционном китайском растении барбарисе. Ограничение калорий тоже активирует АМФК – возможно, именно этим отчасти объясняется его антивозрастное действие.

Сенсоры питательных веществ

Большинство всеядных животных, в том числе и люди, едят тогда, когда пища доступна. Традиционно мы наслаждались обильными урожаями летом и осенью – еды много, и нам удается употребить много энергии. Но до появления продуктовых магазинов, когда люди добывали себе пропитание земледелием, в холодные месяцы доступность пищи заметно снижалась. Люди переживали голодное время, потому что у нас есть хорошо развитые системы запасания энергии (жир в теле), а также сохранившиеся с давних времен сенсоры питательных веществ, которые дают нашим клеткам сигнал расти, когда пища доступна, и не расти, когда она недоступна.

Три самых важных сигнальных пути обнаружения питательных веществ у людей – инсулин, mTOR и АМФК. Каждый из этих сигнальных путей дает разную, но дополняющую друг друга информацию. Уровень инсулина растет в основном при употреблении в пищу углеводов и белков, причем делает это через несколько минут. mTOR реагирует на белковую пищу и срабатывает в течение 18–30 часов. АМФК реагирует на общий уровень энергии в клетках, который обеспечивается употреблением в пищу всех макронутриентов. Его общий эффект проявляется на более долгих сроках – от нескольких дней до нескольких недель.

Используя три разных сенсора питательных веществ, клетка получает отличную информацию и о доступных типах пищи, и о том, как долго они доступны. Каких питательных веществ больше: жиров, углеводов или белков? Долго сохраняется к ним доступ или нет? Биохимическая магия наших сенсоров питательных веществ, развившихся за миллионы лет эволюции, просто насмехается над нашим мозгом, который по сравнению с ними примитивен, как пещерный человек, и может только сказать что-нибудь вроде «Грок вроде видеть еда. Грок есть».

Все три сенсора питательных веществ взаимосвязаны, а еще напрямую связаны с пролиферацией клеток. Когда питательные вещества доступны, клетки растут. Среда, богатая питательными веществами и сигналами роста, становится плодотворной почвой для рака. Когда питательные вещества недоступны, клетки не растут. Но когда еды не хватает, клеточной популяции недостаточно «просто» не расти: ей приходится активно уменьшаться. Клетки и субклеточные структуры уничтожаются – для этого используются соответственно апоптоз и аутофагия. Если эти важные системы перестают работать нормально, повышается вероятность избыточного роста, а затем и рака.

Апоптоз

Рост – это, по сути, разница между двумя противостоящими друг другу силами: скорости роста клеток и скорости клеточной смерти. Рост происходит, когда слишком много клеток размножаются или, наоборот, слишком мало клеток отмирают. Инсулин/ИФР-1 стимулирует пролиферацию клеток, но играет не менее важную роль и в предотвращении клеточной смерти, или апоптоза (см. главу 3). Выживание вида зависит от того, насколько точно скорость роста соответствует количеству доступных ресурсов. Недостаток питания для слишком большого количества клеток приводит к смерти. Когда питательных веществ не хватает, логичным действием будет избавиться от ненужных клеток. Лишние рты нужно прогонять – как того троюродного дядюшку, который приехал «на пару дней» и сидит у вас дома уже полгода, плюя в потолок.

Основополагающая директива одноклеточных организмов – выживать и размножаться любой ценой. Если их смерть вызовет большую суматоху… ну, это уже не их проблема. Многоклеточным же организмам требуется тщательная координация и при создании новых клеток, и при удалении старых. Умирающие и мертвые клетки вредят своим соседям – одно гнилое яблоко портит всю бочку, как говорит пословица. Многоклеточным организмам необходим контролируемый метод устранения этих «гнилых яблок».

В обычном человеческом организме каждый день появляется около 10 млрд новых клеток. Это значит, что каждый день 10 млрд других клеток должны умереть, после чего их аккуратно уберут подальше[325]. Апоптоз устраняет эти клетки упорядоченным, не токсичным образом. Клетка, помеченная для уничтожения, переживает контролируемые изменения и в конце концов распадается на мелкие частицы (апоптозные тела), которые затем безопасным образом устраняются. Содержимое клетки не просто беспорядочно расплескивается, как при некрозе.

Апоптоз должен очень тщательно регулироваться, потому что недостаточный или избыточный апоптоз – это патология. Если клетка сопротивляется апоптозу (это отличительная особенность рака), шаткое равновесие сдвигается в пользу роста – что опять-таки благоприятно для рака. Таким образом, апоптоз – это ключевой механизм защиты от поврежденных или опасных (раковых) клеток. Как он контролируется?

Апоптоз активируется двумя основными сигнальными путями: внешним (так называемые рецепторы смерти) и внутренним (митохондриальный путь). Запущенный апоптоз остановить невозможно. Для нужд нашей дискуссии о раке я сосредоточусь на митохондриальном сигнальном пути, который контролируется и позитивными, и негативными стимулами. Позитивные стимулы – это факторы, которые запускают апоптоз, в том числе повреждение клеток токсинами, вирусами, излучением, теплом или из-за недостатка кислорода. Организму не нужны поврежденные клетки, так что апоптоз эффективно вычищает их, не устраивая беспорядка. То, что