Связь между метаболизмом и артритом
Так случилось, что в современном обществе самые распространенные артриты относятся к осложнениям различных обменных нарушений. Проблемы с метаболизмом и отдельными его секторами — это настоящий бич высокоразвитой человеческой цивилизации. Что такое метаболизм, или обмен веществ?
Это процесс расщепления поступившей в желудочно-кишечный тракт пищи на подлежащие усвоению питательные вещества. С образованием неусвояемого остатка, который после будет выведен с мочой или калом. А также, разумеется, весь комплекс химических превращений, которые претерпевают эти вещества в процессе их усвоения и употребления клетками тела.
Какие вещества поглощает из пищи наш организм? То есть какие вещества участвуют в начальном этапе метаболизма? Все мы перечислить не сможем, да это и не нужно. Нам важно знать лишь, что существуют элементы, представляющие для нашего тела основную пищевую ценность. Это:
белки — поступают в организм с продуктами животного происхождения. Например, мясом, рыбой, молоком, творогом, яйцами, субпродуктами. Часть может быть получена также и с растениями — например, бобовыми вроде фасоли, гороха, сои. Однако нам следует помнить, что белки в желудке распадаются на составляющие их молекул — аминокислоты. Затем из аминокислот строятся собственные белки тела.
Следует отметить, что белками образовано буквально все тело человека. Включая «хранилища» для другого пищевого компонента, которые называются жировыми тканями.
Потому синтез белков — это то, без чего в человеческом организме не может происходить обмен веществ, обновление телец крови, кровообращение как таковое, энергообмен, клеточное дыхание и т. д.
Так вот, всего аминокислот (составляющих любой белковой молекулы) существует 20, 12 из них синтезируются в самом организме человека. А 8 могут поступить только с пищей.
Растительные белки не содержат именно эти восемь аминокислот — ни одно из растений с высоким общим содержанием белка.
Из чего следует, что любые аргументы, приводимые в пользу отказа от продуктов животного происхождения (вегетарианство, пост, «холестериновая» теория), требуют крайне осторожного отношения к ним. Что они не являются залогом здоровья, опасны как раз и именно для него, отличаются шаткостью доказательной базы и противоречат основам жизнедеятельности нашего тела;
жиры — продукт, необходимый для поддержания нормы жировых тканей в организме. Жиры редко усваиваются сразу после их поступления в организм, поскольку за их переработку отвечает даже не желудочно-кишечный тракт, а печень. У данного органа есть своего рода эксклюзивное право на распоряжение молекулами жира, поскольку они могут быть расщеплены лишь желчными кислотами — основой желчи. Желчь синтезируется в напрямую подчиненном ей желчном пузыре. Небольшая ее часть поступает в кишечник, для выделения жиров из пищи и немедленного расщепления примерно четверти от всего имеющегося там их объема.
Остальная часть жиров обрабатывается в печени (заключается вместе с холестерином в белковый контейнер) и отправляется с кровотоком в жировые ткани. Такая особенность распределения жиров связана с тем, что они используются либо для удовлетворения энергетических нужд организма, либо для образования жировых клеток. И более — никуда. А наиболее доступным и универсальным источником энергии для клеток являются не жиры, а углеводы.
Основу же нашего рациона за пределами диеты составляют блюда, богатые как углеводами, так и жирами. Но при таком сочетании углеводы подвергаются первоочередному распаду, после которого жиры обычно остаются невостребованными, так как сиюминутные нужды клеток уже удовлетворены. Однако значение жировых тканей в организме не следует недооценивать. Да, избыток этих тканей отнюдь не добавляет здоровья и сил их владельцу. В частности, он создает постоянные перегрузки для опорно-двигательного аппарата, вызывая артрит. Тем не менее подкожный жир составляет основу теплорегуляции человеческого тела. Лишенные его (чрезмерно худые) люди подвергаются хроническому перегреву в теплое время года и постоянному переохлаждению — зимой.
В жировую капсулу заключены почти все внутренние органы тела. Поэтому истончение прослоек висцерального жира может вызвать опущение почек, выпадение прямой кишки. А также часть грыж и даже атрофию мышц;
углеводы — основной и самый востребованный элемент основного рациона человека. Углеводы, в отличие от прочих компонентов, имеют только одно предназначение — служить источником глюкозы для всех без исключения клеток организма.
Из белков строятся новые белки, из жиров — жировые ткани и мембраны роговых клеток (клетки кожи, волос, ногтей), а из углеводов не строится ничего. Углеводы расщепляются в кишечнике на глюкозу, и расщепляются полностью, без остатка. Глюкоза захватывается из кровотока рецептором клетки и поглощается ею. Этот процесс может происходить только в присутствии инсулина — гормона поджелудочной железы (кстати, тоже белка). В клетке глюкоза отправляется в клеточные митохондрии, где она расщепляется с участием кислорода на молекулы АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты.
АТФ является веществом, без которого невозможно ни клеточное дыхание, ни деление клетки, ни обменные процессы в ней. Это правило действительно для всех клеток тела, включая нейроны головного мозга, сетчатку глаза и ногтевые пластины. Без достаточного количества глюкозы в крови невозможно образование синапсов — временных «мостиков» на пути прохождения нервного импульса по нейронам. И тем более невозможно сокращение мышечных волокон. Именно постоянная, высокая потребность организма и его клеток в глюкозе делает этот компонент незаменимым и основным при формировании общей питательной ценности продукта;
минералы, витамины, микроэлементы — все три компонента составляют второстепенный аспект полноценности рациона. В том смысле, что разовая нехватка одного или даже большей части дневной нормы этих веществ никак не скажется на обменных процессах в организме. Так происходит потому, что все три типа веществ расходуются сравнительно медленно, в небольших количествах и нередко содержатся в клетках в достаточном запасе. По крайней мере, если в целом рацион индивида в их отношении полноценен. Тем не менее систематический дефицит одного или нескольких элементов (в среднем, не менее двух недель) этой части рациона может приводить к проблемам и масштабным, и серьезным.
Например, дефицит микроэлемента железа приводит к замедлению синтеза новых эритроцитов в костном мозге. Точно так же, как дефицит аминокислот — к синтезу белков плазмы, тромбоцитов, лейкоцитов и тех же эритроцитов, только уже по другой причине. Дефицит аминокислот, таким образом, спровоцирует рост концентрации свободных молекул железа в крови. Это чревато явлениями, напоминающими гемохроматоз — отложение ставшего лишним железа в суставах. Только гемохроматоз является наследственным заболеванием. А наш случай — временным явлением, которое очень навредит суставам и процессам клеточного дыхания.
В свою очередь, без железа синтез гемоглобина тоже неосуществим. Потому при его нехватке мы можем получать даже избыток аминокислот — клеточное дыхание от этого не улучшится ни на грамм. Таким образом, к этим компонентам рациона следует относиться вдвойне внимательнее. Во-первых, потому, что норму их поступления в организм контролировать гораздо сложнее, чем норму поступления, скажем, глюкозы или белков. Во-вторых, потому, что с ними сравнительно легко добиться хронического избытка, который хорошим решением тоже никак не назовешь. А в-третьих, потому, что их дефицит, пусть он и не всегда ощутим, может вызвать нарушения не менее масштабные, чем патологии наподобие сахарного диабета или подагры.
Таким образом, мы имеем набор веществ, необходимых для нормального метаболизма. Но необходимых в разной степени и поступающих в организм в разных количествах — причем не обязательно достаточных. Если дефицит, допустим, глюкозы мы заметим очень быстро (вплоть до минут), то дефицит витамина А или Е можно не замечать месяцами. Точно так же обстоят дела и с их избытком: мышьяк присутствует в некоторых клетках тела. Его назначение там неясно, однако он в них есть. А в избытке мышьяк является смертельным ядом, которым были отравлены многие видные исторические деятели — включая Наполеона Бонапарта. Витамин С способствует укреплению противовирусного иммунитета и спасает нас от заболевания цингой. Но в избытке он разрушает эмаль зубов, провоцирует аллергию, может разъедать стенки кишечника, вызывая ее эрозии и т. д., и т. п. Оба явления скажутся на жизнедеятельности организма не в лучшую сторону.
Однако помимо веществ — участников обмена у нас есть еще и сам обмен. Точнее, его механизмы, которые легко нарушить — и не только путем создания дефицита аминокислот. Метаболизм обеспечивается собственными белками тела, выстроенными из поступивших с пищей аминокислот. Обычно для каждого из веществ существует свой белок-переносчик. Например, как инсулин для глюкозы и трансферритин — для молекул железа. Некоторые белки многофункциональны и переносят несколько схожих веществ. В частности, к таковым относятся белки, образующие атероматозные бляшки. Эти белки являются контейнерами-переносчиками всех нерастворимых в крови веществ. Таких, как жиры (растительные и животные на равных) и холестерин. Но у моно— или полифункционального белка непременно существует парный именно ему рецептор на поверхности клетки.
По форме и структуре белка, прикрепленного к молекуле какого-либо вещества, клетка как бы узнает, что это за вещество. Узнает по тому, какой из ее рецепторов активизировался при его появлении. Без этого механизма узнавания вещество в клетку просто не попадет. Клеточная мембрана достаточно прочна и устойчива к внешним воздействиям, чтобы не пустить его во внутреннее пространство клетки. Клетка защищается с помощью этого механизма от ядов, возбудителей заболеваний и иных способных разрушить ее факторов. Потому для того, чтобы нужное клетке вещество усвоилось ею, она еще должна его узнать. А для этого нужен сигнальный (транспортный) белок на поверхности вещества.
Допустим, аминокислот для его синтеза хватает. Но как вообще получается, что организм постоянно синтезирует белки с одной и той же структурой молекулы? Ответ — так, что схема синтеза всех без исключения белков тела «записана» в ДНК этого тела. Речь идет об информации, закодированной на уровне генов. А ее, как мы уже знаем, можно нарушить — как при наследовании, так и намеренно, искусственным путем. При этом понятно, что белки узнают друг друга только на основании отдельных особенностей в структуре молекулы. Другого механизма здесь быть просто не может — ему неоткуда взяться. Следовательно, если эту структуру изменить, такой белок мгновенно утратит свою функциональность. То есть нарушения обмена, закрепленные на уровне генетического кода, — тоже отнюдь не редкость. Например, так передается по наследству сахарный диабет I типа. И на этом же принципе основано развитие одного из двух видов гемофилии, при котором оболочка тромбоцита перестает крепиться к слою коллагена в разорванной стенке сосуда. Причем не потому, что тромбоцит был образован с дефектом или коллаген не выполняет свою функцию, а потому, что молекула коллагена выглядит иначе, чем требуется. И белок, образующий тромбоцит, просто ее не узнает.
Что такое артрит? Это разрушение хряща и все, что за ним следует. Отчего разрушается хрящ? Сложно сказать — как мы видели выше, причин может быть много. Да и скорость его разрушения может быть разной. Но среди этих причин нередко можно обнаружить не только инфекцию или травму. Существуют и варианты, когда проблемы сустава становятся первым заметным симптомом того, что давно уже вызывает проблемы во всех органах и тканях тела. Но вызывает их пока на таком уровне, что дискомфорт от этих изменений позволяют устранить простые лекарства наподобие аспирина, но-шпы или ибупрофена.
Речь идет о, если можно так выразиться, процедуре строительства (синтеза) клеток и тканей сустава. Ведь синтез никогда не происходит сам собой, в любых условиях. На уровне ДНК заложены только условия, которым должен соответствовать результат процесса. Но сам процесс обеспечивается рядом мелочей. Для него нужен материал (аминокислоты в полном «ассортименте»). А также вещества-катализаторы для их превращения в молекулу, вещества, входящие в клетку помимо них, и, наконец, слаженная работа механизмов, запускающих каскад превращений. А если теперь мы еще учтем, что эти самые механизмы и вещества почти одинаковы для всех клеток тела, станет понятно, почему артрит при таком сценарии действительно является лишь «первой ласточкой». Проблемой, которая обнаружилась раньше остальных потому, что эти ткани изнашиваются быстрее прочих.
Итак, сустав является формацией, специально созданной для того, чтобы спокойно переносить нагрузки, создаваемые трением. Основная часть биологических забот по компенсации этих нагрузок ложится на хрящ и скорость его восстановления по мере износа. Скорость регенерации должна, так сказать, обгонять скорость, с которой он стирается. Здесь нам нужно понять следующее: регенерация может замедлиться и чаще всего замедляется не только и не столько из-за разрушающей работы возбудителя, иммунных телец и пр. Существует такой процесс, как старение организма. И он подразумевает замедление метаболизма на всех уровнях. Кроме того, метаболизм очень легко нарушить дефицитом веществ, в нем участвующих. Или несоблюдением условий, которые являются обязательными для поддержания некоторых его уровней.
Последняя проблема особенно актуальна в современном мире. Как мы и сказали, основным катализатором обмена в организме и залогом роста всех его новых клеток выступает глюкоза — сахар. Она поступает в клетки и сжигается там при участии кислорода, образуя энергию для их деления. Чтобы сделать этот процесс более интенсивным, необходимо, чтобы глюкоза и кислород поступали в клетку быстрее. И быстрее же выводились продукты этой реакции — углекислый газ, метан и т. д. Какой орган может обеспечить этот эффект? Конечно, только кровь. В организме просто нет другого поставщика компонентов в клетки.
Как вынудить кровь течь в жилах быстрее? Только ходьбой, бегом, прыжками, любыми интенсивными движениями — то есть физической активностью, которой нам так недостает в современных жизненных условиях. Главная ошибка нашего времени заключается в распространении мнения, будто все кровообращение обеспечивается только сердцем. На самом деле это не так. Во-первых, клетки и ткани, ими образованные, имеют в своем распоряжении механизм, позволяющий им требовать больше или меньше веществ, кислорода, глюкозы. Они требуют их у головного мозга, потому что механизм этот — сеть нейронов, пронизывающих ткани и ведущих из них прямо в кору. Но уже мозг, воспринявший эти требования, начинает рассылать команды органам пищеварения и кровеносной системе. То есть потребности тканей могут меняться, и эти изменения неизбежно затрагивают системы выделения и доставки требуемых элементов. И решения в таких случаях принимает не сердце, а головной мозг.
Ну а во-вторых, сосудистая сетка, выражаясь ненаучно, слишком длинная, чтобы одно сердце успевало и могло обеспечить одинаково качественное кровообращение на всех ее участках. И сердце его обеспечивает действительно только наполовину. А вторую половину дают мышцы — основная ткань тела. Ткань, которой в теле как бы больше всего. Следовательно, и капилляры проходят в основном внутри ее волокон. Когда эти волокна сокращаются и разжимаются при физической работе мышц, они обеспечивают стенкам сосудов естественный массаж и сообщают нормальный тонус. Когда же волокна последний раз сокращались и разжимались еще в школе, на уроке физкультуры (т. е. было это давно), нам решительно нечего удивляться стремительному развитию атеросклероза и ишемии. Это и есть неизбежная плата за годы, проведенные в неподвижности.
Каков результат, мы понимаем. Ткани сустава подвергаются износу каждый день, при каждом совершаемом им движении. Значит, и в обновлении они нуждаются постоянно, в ускоренном темпе, чтобы обогнать износ. Но способен ли кровоток в его сосудах обеспечить нужную скорость поступления в него требуемых веществ? После 40 лет, 25 из которых мы провели в офисном, автомобильном, домашнем кресле, — как правило, нет. Это неудивительно — это абсолютно нормально. Уровень биологических потребностей хряща в питательных веществах, их содержание в крови и меры, которые попытается предпринять головной мозг, здесь не помогут. Не помогут до тех пор, пока мы не восстановим нормальную скорость кровообращения в конечностях.
Таким образом, когда мы говорим о том, как метаболизм связан с артритом, мы говорим фактически о трех проблемах.
1. Суставные ткани не формируются однажды и навсегда. Они подвергаются постоянным, усиленным нагрузкам и нуждаются в таком же постоянном обновлении тканей. Сам же обладатель этих суставов не всегда осознает, насколько постоянны и сильны эти нагрузки, ведь большую часть своей жизни он проводит в сидячем или лежачем положении.
2. Тот факт, что сердце бьется в груди, еще не означает, что оно обеспечивает тканям сустава достаточный и своевременный приток с кровью нужных им веществ. Сердечная мышца способна регулировать качество кровообращения только в нескольких магистральных сосудах кровеносной системы. Сосудистая же сетка конечностей находится от него слишком далеко — далеко с чисто физической точки зрения. Поэтому качество кровообращения в конечностях так легко снизить за счет смещения скелетных костей и долгих периодов неподвижности. Мы называем это явление «руки/ноги затекли». А метаболизм, если бы он владел речью, назвал бы его «невозможностью доставить в ткани рук/ног то, что им нужно». И поскольку такое состояние сосудов конечностей — основное для малоподвижных людей, мы получаем ответ на вопрос, почему артрит так часто поражает именно конечности.
3. Наконец, не секрет, что рацион человека, если его не регулировать сознательно, может содержать недостаточное количество веществ, необходимых для восстановления суставных тканей. Дефициты рациона во многом зависят от наших пищевых привычек, представлений об оптимальной для нас весовой категории, нашего материального достатка и даже особенностей окружающей среды, в которой мы проживаем. В любом случае, при наличии таких дефицитов часть восстановительных реакций в организме становится невозможной — для нее нет ингредиентов. И тогда даже отличное кровоснабжение отдельных тканей теряет всякий смысл — артрит все равно наступит, и победить его вряд ли удастся.
Конечно, помимо перечисленных, к проблемам синтеза новых клеток можно еще отнести врожденные дефекты формирования тех или иных молекул белка. Однако с учетом, что содержащие эти дефекты белки неспособны выполнять функции, для которых они предназначены, такие заболевания приобретенными не бывают. Они проявляются еще в раннем детстве и не лечатся никак. Кроме того, проблема генетических дефектов не относится к обмену веществ. Хотя, безусловно, может походить на расстройства этого ряда в отдельных проявлениях.
