Калории для нашей жизни Автор: Жорес Медведев Общество потенциальных долгожителей Международное общество ограничения калорий было создано в 1986 г. по инициативе профессора Роя Уолфорда, автора книги «Максимальная продолжительность жизни», изданной в 1983 г. Последний международный конгресс этого общества состоялся в апреле 2006 г. в Туксоне (штат Аризона) под девизом «Меньше калорий — больше жизни». Это общество, в котором состоит несколько тысяч человек, открыто для людей разных профессий и возрастов, которые ограничивают свой энергетический баланс 1500—1600 ккал в сутки, что на 30% ниже минимальных физиологических рекомендаций. Одна из основных современных теорий старения объясняет накопление возрастных изменений в клетках и тканях повреждениями молекулярных структур свободными радикалами, образующимися при окислительных процессах. Уменьшение калорийности диеты снижает объем окислительных реакций и соответственно сокращает генерацию свободных радикалов. Это в свою очередь должно уменьшить уровень повреждения внутриклеточных структур. По предположению Уолфорда, снижение калорийности пищи на 30% должно увеличивать продолжительность жизни по крайней мере до 120 лет. Все эти ожидания основаны на многочисленных экспериментах на мышах и крысах начиная с 1929 г. Реальные клинические испытания на людях для проверки теории были невозможны. Поэтому и возникло добровольное общество, члены которого проверяют результаты, полученные ранее в лабораторных условиях. Они обмениваются опытом и общаются между собой в основном через интернет (www.calorierestriction.org). Большинство членов общества — американцы. Крысы-долгожители при низкокалорийной диете В 1929 г. Клив Маккей, работавший в лаборатории питания Корнеллского университета в США, начал опыты по проверке влияния скорости роста крыс линии Фишер-344 на продолжительность их жизни. Крысы росли в течение всей жизни, даже в старости. Постоянный рост, встречается и у других видов животных, у хищников-рыб, змей, черепах, возраст которых можно определить по их размерам. Чтобы замедлить скорость роста крыс, Маккей стал нормировать рационы, дозируя белки, жиры и углеводы. При сокращении объема белков в диете рост замедлялся, но продолжительность жизни не менялась, варьируясь, как и на контроле, в пределах 500—900 дней. Крысы, у которых в рационе уменьшались энергетические компоненты, жиры и углеводы до 30—40% по сравнению с контролем, также замедляли свой рост. Но в целом они жили намного дольше (1000 дней, а некоторые до 1400). Средняя продолжительность жизни увеличивалась вдвое, а максимальная, обычная для этой линии крыс, возрастала на 50%. Результаты этих опытов, опубликованные в 1935 г., произвели сенсацию в геронтологии. Это был первый случай радикального экспериментального продления максимальной для того или иного вида животных продолжительности жизни. Опыты Маккея повторялись и воспроизводились во многих лабораториях, и их результаты всегда подтверждались. Ограничениями калорий в диете удавалось продлевать жизнь мышей и некоторых других подопытных животных, хотя и не всегда на столь большие сроки. Было замечено, что и у крыс, и у мышей, находившихся на ограниченной диете, значительно снижалась частота раковых заболеваний. В течение 50 лет после публикации результатов исследований Маккея были проведены эксперименты по изучению физиологических, биохимических и анатомических особенностей очень старых крыс, мышей и хомячков, которым «недодавали калорий». Были проведены аналогичные опыты на рыбах и насекомых. Появилось много теорий, пытавшихся объяснить именно эту модель радикального продления жизни. Геронтологам, конечно, хотелось проверить эффект «недостаточного по калориям, но полноценного по составу» питания хотя бы на обезьянах. Такой эксперимент, однако, обходился слишком дорого и требовал длительных сроков. Даже небольшие по размерам обезьяны доживают в неволе до 30 лет. Только в 1986 г. четыре крупнейших научных центра в США, три из которых получали правительственные гранты из бюджета, спланировали эксперимент с обезьянами в специально созданном виварии с искусственным климатом. Опыты на мышах и крысах пока являются основным аргументом для привлечения новых членов в общество по ограничению калорий. Продолжительность жизни мышей, особенно лабораторных, ограничена экологией. Некоторые природные виды мышей могут жить до 10—12 лет. От крыс к обезьянам Из питомников Индонезии в США были доставлены группы молодых (от 1 до 3 лет) и уже взрослых макак от 4 до 14 лет. В каждой группе часть приматов получала полноценную диету «по потребности», тогда как для других калорийность была снижена на 30% за счет углеводных источников питания. Динамику возрастных изменений изучали по т. н. биомаркерам старения взятиями проб крови, биопсией, сканированием костей и т. д. Результаты первых наблюдений были опубликованы уже через 36 месяцев после начала опыта. Хотя животные с ограниченным питанием имели меньший вес, остальные показатели были одинаковыми в контрольных и опытных группах. Через 48 месяцев у обезьян, включенных в опыт в возрасте от 8 до 14 лет, обнаружилось ослабление иммунных реакций на некоторые вакцины. Подобное наблюдалось именно у тех, которые получали ограниченный по калориям рацион. Эти обезьяны отставали в весе от контрольных на 4 кг, и их устойчивость к инфекциям была снижена. В 1993—1995 гг. опыты на макаках были начаты и на юге США, где условия их содержания максимально приближались к естественным. Но и здесь при диете, уменьшенной по калориям на 34%, в течение пяти лет никаких различий состава крови у контрольных и опытных обезьян не обнаружилось. Не было изменений и в составе холестериновых фракций. В костной ткани также не было различий. В 2004 г., когда в разных экспериментах участвовало уже 120 животных, отмечались случаи заболеваний и даже смертельные исходы. Три умершие обезьяны из старших групп были из группы с ограниченным по калориям питанием. При подведении предварительных итогов всех этих опытов в течение 15 лет на специальном семинаре в Национальном институте по изучению старения в Балтиморе был сделан вывод о том, что «характер действия долгосрочного ограничения диеты на старение и долголетие приматов остается неопределенным. К возможности применения ограниченной по калориям диеты для замедления старения человека следует пока относиться с большой долей скептицизма». Опыты продолжаются все с той же группой животных. Основные итоги будут подводиться в 2008—2010 гг. Хотя опыты с обезьянами не принесли подтверждений того, что ограниченная по калориям диета заметно продлевает жизнь приматов, в газетах в ноябре 2006 г. появились фото двух макак, доживших в питомнике до «глубокой старости» — 28 лет. Одна из них, питавшаяся без ограничений, была явно дряхлой, тогда как вторая, на ограниченной диете, была более бодрой и энергичной. Первая макака к тому же страдала ожиренем. Эти газетные публикации не имеют научной ценности. У каждого свой минимум Всемирная организация здравоохранения ООН (ВОЗ) уже давно ввела «рекомендуемый минимум» ежедневного баланса калорий, получаемых с пищей. В его основе — принцип сохранения оптимального веса тела. «Рекомендуемый минимум» различается у людей разного пола, возраста и роста. Он зависит и от профессии и образа жизни. На этот «минимум» влияет и климат. В холодных краях люди расходуют больше калорий на поддержание постоянной температуры тела. Рекомендации ВОЗ — результат многих экспериментальных исследований. Существуют специальные справочники с таблицами, показывающими, какое количество калорий затрачивается человеком на тот или иной вид физической активности. Например, в состоянии покоя, сидя в кресле, мужчина среднего роста и веса затрачивает в час 112 ккал, тогда как женщина — только 84 ккал. Во время сна расход калорий снижается на 20%. Во время ходьбы мужчина тратит 224 ккал в час, женщина — 168. Больше всего калорий расходуют люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом или спортсмены. Бегуны на дальние дистанции, велосипедисты на соревнованиях, лыжники и гребцы тратят в час от 600 до 900 ккал. Оптимальный вес меняется не только в зависимости от пола и роста, но и от комплекции — ширины плеч, бедер, массы мышц, объема легких. По общей статистике ВОЗ, в разных странах используются средние обобщенные цифры «рекомендуемого минимума». При учете пищевого баланса разных стран в статистике ВОЗ и Организации по продовольствию и сельскому хозяйству ООН за «минимальный рекомендуемый уровень» килокалорий в 2000 г. приняты 2300 ккал в день на каждого жителя в южных странах и 2600 ккал для стран с умеренным или холодным климатом. В настоящее время есть много стран, где население живет в полуголодном режиме, не получая даже минимума калорий. Почти во всех западных странах потребление продуктов питания значительно превышает по калорийности рекомендации ВОЗ. В 2003—2005 гг. дефицит калорий, 70—80% минимума ВОЗ, фиксировался в основном в африканских странах (Бурунди, Конго, Эфиопии, Эритрее и Сомали). В Таджикистане в последние годы наблюдался сильный дефицит калорий — 71—75% рекомендуемого минимума. Очень плохим было питание жителей Армении и Грузии, 89 и 92% физиологического минимума. При сравнении стран сниженный уровень калорий для населения приводит к заметному сокращению ожидаемой продолжительности жизни. Это было очевидно в прошлом и не вызывает сомнений ныне. В России дефицит калорий в диете наблюдался в 1992—1996 гг., и этот период отличался минимальной ожидаемой продолжительностью жизни. Положение начало улучшаться в 1999 г., и к 2004-му в России было в среднем 3118 ккал в день на каждого жителя. Показательно сравнение Северной и Южной Кореи, так как в этом случае речь идет о разных условиях питания одной и той же нации. В Северной Корее в среднем на каждого жителя приходилось лишь 2178 ккал ежедневно, тогда как в Южной — 3035 ккал. Ожидаемая продолжительность жизни в Южной Корее для мужчин была выше, чем в Северной, на 3 года, женщин — на 5 лет. Однако сторонники универсальности эффекта ограничения калорий не считают, что эта глобальная демографическая картина противоречит их концепциям. Низкую продолжительность жизни в бедных странах они объясняют неполноценным питанием, при котором люди получают мало белков и высококачественных жиров и потребляют преимущественно углеводные продукты, зерно и клубни растений. Этому противопоставляется и пропаганда ограниченного питания, при котором уменьшается лишь баланс калорий, тогда как диета полностью обеспечена белками, незаменимыми жирными кислотами, витаминами и минеральными элементами. В этом случае вес тела снижается, но одновременно уменьшается интенсивность окислительных процессов и генерация повреждающих клетки свободных радикалов. Это соответствует предположениям теории старения, объясняющей изменения в тканях накоплением окислительных повреждений от свободных радикалов кислорода. Меньше калорий — больше жизни Среди человеческих сообществ встречаются такие, в которых люди получают меньше калорий, но живут дольше. Главным примером такой корреляции обычно служит японский архипелаг мелких островов Окинава. Его жители получают ежедневно на 20% меньше калорий, чем население основных островов. В то же время именно среди жителей Окинавы регистрируется более высокая средняя продолжительность жизни и максимальное в мире число долгожителей старше 100 лет на каждые 100 тысяч населения. Феномен Окинавы изучается геронтологами с многих сторон, включая этническую и генетическую. Экономическое развитие территории отстает от общеяпонского, но преимущественное «рыбное» питание полноценно по белкам и ценным жирам. На Гавайских островах в Тихом океане уже много лет проводится сравнительное изучение диеты и продолжительности жизни белых американцев и американцев японского происхождения. Японцы, постоянные обитатели островов, потребляют значительно меньше калорий, чем белое население, но меньше умирают от сердечно-сосудистых заболеваний и в целом живут дольше. Среди гавайских японцев наилучшие показатели здоровья были зарегистрированы в группах, потребляющих 1900—2200 ккал в день, по сравнению с теми японцами, которые имели избыток калорий —2500—3200 ккал в день. Биосфера-2. Сооружение, построенное в штате Аризона в 1991 г. Биосфера имела пять климатических биоценозов: тропический, саванный, морской, болото и сельскохозяйственный. Здесь восемь молодых профессионалов и профессор Рой Уолфорд как врач провели два года на ограниченном по калориям питании продуктами, которые получали от растений и животных, выращенных или выросших в биосфере с собственной атмосферой В одной очень краткой публикации сообщалось, что жители горных районов южной части Перу потребляют очень мало калорий (1800—1900 в день), но живут долго и именно здесь регистрируется наибольшее число столетних — 120 на каждые 100 тысяч жителей. Однако данные о количестве долгожителей в горных районах Южной и Центральной Америки считаются обычно не очень достоверными. Дожить до 120 лет не удалось Уже упоминавшийся Рой Уолфорд в 1970-е годы изучал влияние ограниченного по калориям питания на продолжительность жизни и иммунную систему мышей и обнаружил, что при таком режиме мыши реже болеют раком. В 1980 г. ученый перешел на ограничинную по калориям диету (1500 ккал в сутки). На обложке книги «Максимальная продолжительность жизни» было написано, что «знаменитый геронтолог объясняет и представляет свою собственную диетическую программу для того, чтобы прожить 120 лет или дольше». В дополнение к резкому сокращению углеводных компонентов диеты Уолфорд ввел в нее десятикратно увеличенные дозы семи натуральных антиоксидантов, витаминов С, Е, биофлавоноидов и др. и один синтетический антиоксидант бис-гидрокситолуол, применяемый в пищевой промышленности. В книге приводились варианты суточных меню, ограниченных по калориям. В них преобладали супы, овощные и фруктовые салаты. Американский журнал Business week в 1988 г. опубликовал фотографии Роя Уолфорда и двух его последователей. 63-летний Уолфорд, которого я знал лично, выглядел сильно похудевшим, но бодрым. Он стал брить голову, явно чтобы скрыть выпадение волос, обычное при длительном недоедании. На столе перед ним стоял обед: грибной суп с кусочками цветной капусты, отварной артишок и бокал с фруктовым мороженым на обезжиренном молоке. В 1990 г. Рой Уолфорд создал компьютерную программу «Диета на 120 лет», которая позволяла разнообразить рацион и давала больше сведений о составе каждого компонента. К этому времени было создано «Общество ограничения калорий» и в прессе иногда появлялись интервью его членов, следовавших рекомендуемому режиму уже по нескольку лет. Майкл Шерман из Канады, в прошлом спортсмен-штангист, потерял за шесть лет диеты на 1600 ккал в день почти треть веса. Он стал раздражителен, иногда впадал в депрессию и утратил интерес к жене. Но Шерман утверждал, что все эти проблемы можно перенести, «учитывая, что я зарабатываю себе несколько добавочных десятилетий жизни». Второй из последователей Уолфорда, Деан Померлау из Мичигана, за два года ограниченной диеты похудел на 20 кг и утратил либидо. Но он уверен, что будет жить до 120 лет. «Стоит пожертвовать пиццей ради этого», — объяснял он. Михаил Купер, инженер-электрик, ко времени своего интервью в 2000 г. находившийся на ограниченной по калориям диете 14 лет, также пожаловался на то, что пока еще не почувствовал «молодящего» эффекта режима. Главной проблемой для него, 51-летнего мужчины, стало выпадение волос и увеличение морщин на лице из-за сильного похудения на 15 кг. Он также постоянно мерз. «Я ношу теплое белье и свитер, хотя живу в жарком Техасе. Мое тело не генерирует достаточно тепла, мне холодно даже в очень теплой комнате». В июне 2004 г. британский медицинский журнал The Lancet, один из наиболее популярных среди врачей-практиков, опубликовал некролог, который начинался фразой: «Рой Уолфорд, геронтолог и пионер исследований по влиянию ограниченного питания на старение, умер 27 апреля 2004 г. в возрасте 79 лет. Он умер в больнице медицинского центра в Сайта Моника от остановки дыхания, связанной с амиотрофным латеральным склерозом». Амиотрофный латеральный, или амиотрофический боковой склероз, — это относительно редкое заболевание центральной нервной системы, поражающее главным образом спинной мозг. Болезнь чаще всего возникает в 40—60 лет, имеет медленный, но прогрессирующий характер. Лечения пока нет. Причины болезни неизвестны. Прогноз неблагоприятный. Болезнь сопровождается медленной атрофией мышц. Я не исключаю, что внезапный переход Роя Уолфорда на столь радикальный режим питания был больше связан с попыткой победить неожиданное заболевание, а не физиологическое старение. Возможно, болезнь развилась постепенно именно из-за нарушения энергетического баланса. Больше всего энергии на единицу массы в человеческом организме расходуют мозг и нервная система. Аспекты проблемы Известно, что средняя продолжительность жизни была очень низкой и в европейских странах до начала XIX в. (35—40 лет). Высокой была детская смертность и смертность от инфекционных болезней, среди которых туберкулез и пневмония выходили на первое место. Продолжительность жизни стала медленно повышаться в Англии и Франции. В остальных странах Северной и Западной Европы этот сдвиг в долголетии произошел на 50—70 лет позже. В России он начался лишь в XX в. В 1900 г. ожидаемая продолжительность жизни населения Российской империи составляла 33 года. В СССР в 1926 г. по первой переписи населения ожидаемая продолжительность жизни была в 44,3 года. Но эта цифра не учитывала детской смертности. Действительно стремительный рост средней и ожидаемой продолжительности жизни отмечается в Европе лишь в середине XX в. Он начался в 1950—1952 годах, через несколько лет после окончания Второй мировой войны. До настоящего времени идет дискуссия о том, какой из факторов играл в этом переломе главную роль — медицинский (антибиотики, гигиена, создание бесплатных систем здравоохранения) или экономический (отмена карточных систем на продовольствие и улучшение качества питания). Не менее 90% снижения смертности в Европе в течение последних ста лет приходится на избавление от инфекционных заболеваний, хотя их частота в результате иммунизации и лучшей гигиены снизилась лишь на 60%. По заключению Томаса Маккеона, который детально анализировал причины снижения смертности в Англии в течение 150 лет, почти половину снижения смертности от инфекций можно отнести на счет медицины. Такую же роль играло повышение общей устойчивости к заболеваниям благодаря улучшенному питанию. Роль высококачественного питания была особенно очевидна в снижении смертности от туберкулеза. Комментируя программу ВОЗ и других агентств ООН по улучшению медицинского обслуживания и гигиены в странах Африки, Маккеон заметил: «...при выборе приоритетов бесплатный школьный обед оказал бы лучшее влияние на здоровье бедных детей, чем программа иммунизации и рост числа больничных коек». Значение хорошего и полноценного питания в снижении смертности при инфекционных заболеваниях хорошо известно врачам-клиницистам. Опыты Маккея на крысах были модельными. Они проводились в контролируемых условиях и при постоянной температуре. Крысы в этом случае не только дольше жили, но медленнее развивались и дольше старели. Их кости, например, продолжали терять кальций с той же скоростью, как и у контрольных животных. У умиравших крыс-«долгожителей» в скелете было вдвое меньше кальция, чем у контрольных животных. С равной скоростью старели белки глаз, и все животные на ограниченном питании были слепыми к концу жизни. Если бы опыты по ограниченному питанию крыс проводились в природных биоценозах, то их результаты были бы противоположны тем, которые наблюдались в лаборатории. В природе у большинства видов животных нет старых особей. Они гибнут, от хищников, голода или холода. Мыши и крысы, плохо питавшиеся летом и не создавшие резервов энергии, погибают в зимний период. Сезонность условий питания наблюдается и в жарком климате, определяясь уровнем осадков. Интенсивное питание обеспечивает долгожительство птиц накоплением запасов энергии для длительных сезонных перелетов. Все животные способны создавать резерв калорий в форме жиров. Это необходимо, но полезно лишь до таких пределов, которые не уменьшают подвижности наземных животных и летных способностей птиц. Переход за этот предел встречается как массовое явление лишь у человека и домашних животных, на которых не действует естественный отбор. Рой Уолфорд и его последователи решили воспользоваться этим отсутствием естественного отбора в человеческом обществе для резкого снижения объема окислительных процессов, которые теоретически являютcя одной из причин старения. Однако, определив энергетический баланс на уровне 1500 ккал не на короткий срок, как это широко практикуется для снижения избыточного веса, а на всю жизнь, последователи этой практики, избавившись от запасов жировой ткани, включили систему выживания в экстремальных условиях, которая начинает переработку в калории части не слишком важных белков. Уменьшается масса мышечной ткани, замедляется рост волос и ногтей и происходит потеря белков соединительной ткани в костях. Это увеличивает хрупкость костей. Любой воспалительный процесс, локальный или общий, связанный с повышением температуры тела, становится критически опасным. Замедляются клеточное деление при регенерационных процессах кроветворения, обновление кожных покровов, синтез гормонов и белков для слизистых оболочек. Уменьшается, как было показано на крысах и мышах, рост опухолей. В печати имеются сообщения о том, что голодание может замедлить развитие раковых опухолей и у людей. Но в медицинской практике этот метод не применяется. Голодный 1946 год Уолфорд в начале перехода на новый режим при росте 165 см весил 68 кг. Это был его оптимальный вес. Через несколько лет ограниченного питания его вес стабилизировался на 51 кг. Это еще не крайнее истощение. В Советском Союзе во время голодного 1946 г. жители многих областей имели худшие показатели питания. Карточная система продовольственного снабжения обеспечивала студентам, коим был тогда и я, лишь 1200 ккал в сутки. Зимой 1947 г. положение стало еще хуже. Среди населения в странах, которые переживали или переживают реальный голод, никто не поймет разницы между «ограниченным» и «неполноценным» питанием. Однако и в США концепция Уолфорда опровергается статистикой. В Соединенных Штатах нет государственного здравоохранения и практикуется обязательность медицинского страхования. Страховые кампании поэтому имеют право собирать намного больше сведений о своих клиентах, чем это возможно, например, в Европе. В США для каждого клиента, желающего получить медицинскую страховку, эксперты кампаний создают теоретический «профиль», который пытается предсказать и его ожидаемую продолжительность жизни, используя для этого множество показателей, в которые включены не только наследственные данные, но и рост, и вес тела. Существуют таблицы наилучшего соотношения между ростом и весом тела для продолжительности жизни, причем не только для нынешнего поколения, но и для трех уже ушедших из жизни поколений. Это не проект, а фактические данные, полученные на основе анализа миллионов реальных жизней.