Читать книгу Живи долго! Научный подход к долгой молодости и здоровью - Майкл Грегер - Страница 75
Часть I
Одиннадцать способов замедления старения
Окисление
Капустный переключатель
ОглавлениеПищевые антиоксиданты, которые мы получаем из растений, представляют собой лишь вторую линию защиты от свободных радикалов[1665]. На первом рубеже стоят наши собственные антиоксидантные ферменты. Человеческий организм естественным образом производит 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 свободных радикалов в час[1666]. Мы вырабатываем такие ферменты, как каталаза, – самый быстрый фермент в нашем организме, способный ежесекундно превращать буквально миллионы молекул перекиси водорода в воду и кислород[1667]. (Помните, как шипит перекись водорода, когда вы льете ее на рану? Это пузырьки кислорода, образуемые ферментом каталазой.) Можно ли как-то усилить эту первую линию антиоксидантной защиты?
В 1980-х годах ученые впервые обнаружили специфическую генетическую последовательность в промоторных областях десятков[1668], а затем и сотен цитопротекторных (защищающих клетки) генов[1669]. Были выявлены промотирующие гены, кодирующие антиоксидантные ферменты, которые гасят свободные радикалы напрямую (каталаза)[1670], ферменты, которые производят антиоксиданты (глутатион)[1671] и даже гены ферментов восстановления ДНК[1672] и ферментов детоксикации в нашей печени[1673]. Эти элементы антиоксидантного ответа могут активировать всю нашу глобальную систему антиоксидантной защиты одновременно.
В 1990-х годах был открыт триггер – Nrf2, белок, плавающий в цитоплазме клетки и обычно связанный с белком-супрессором[1674]. Но когда этот белок-супрессор окисляется, он высвобождает Nrf2, который затем способен проникать в ядро клетки, связываться с элементами антиоксидантного ответа и активировать мощную батарею антиоксидантных защитных механизмов[1675]. Весь процесс может быть завершен в течение 15 минут[1676]. Nrf2 считается «главным регулятором реакции на экологический стресс»[1677] и экспрессируется повсеместно во всех клетках[1678] – он только и ждет, когда его освободят, чтобы нажать тревожную кнопку и активировать клеточную защиту.
Nrf2 также называют «хранителем здоровья и сторожем видового долголетия»[1679]. Усиление Nrf2-сигнализации приводит к значительному увеличению продолжительности жизни у C. elegans[1680]и плодовых мушек[1681] и коррелирует с максимальным потенциалом продолжительности жизни у десяти видов грызунов[1682]. Например, у долгоживущих голых землекопов ген Nrf2 экспрессируется в 6 раз больше, чем у мышей[1683], и это сочетается с более низкой экспрессией белков-супрессоров[1684]. Это может объяснить не только то, почему они живут в 8 раз дольше[1685], но и то, что для уничтожения одного и того же процента клеток кожи голых землекопов требуется в 100 раз большая концентрация токсинов – тяжелых металлов и химиотерапевтических препаратов, – чем у мышей[1686]. Это маленькие голые машины для детоксикации.
К сожалению, с возрастом уровень Nrf2[1687] и его сигнальная активность снижаются[1688]. Хотя тридцать минут езды на велосипеде могут повысить их уровень[1689], но самым мощным природным индуктором Nrf2 на планете может быть сульфорафан[1690] – соединение, которое образуется, когда мы разжевываем крестоцветные овощи: брокколи, белокочанную капусту, коллард и цветную капусту. Сульфорафан, как и активные компоненты зеленого чая и куркумы, освобождает Nrf2, окисляя его белок-супрессор, что омолаживает пожилых мышей[1691]. Те из них, кого кормили сульфорафаном, имели более высокую силу хвата по сравнению с молодыми и так же хорошо двигались на беговой дорожке[1692]. Активация Nrf2 привела к уменьшению повреждений ДНК и потери мышечной массы, а также к улучшению работы сердца и продолжительности жизни.
А что насчет нас? Сульфорафан также может восстанавливать активность Nrf2 в наших стареющих тканях[1693], вот почему сульфорафан способен задерживать старение стволовых клеток человека[1694]. Всего одно соцветие брокколи в день может значительно уменьшить повреждение ДНК сигаретным дымом[1695], а две ежедневные чашки брюссельской капусты способны минимизировать повреждение ДНК одним из видов канцерогенов вареного мяса (гетероциклическим амином)[1696]. Примерно треть чашки в день капусты брокколи поможет нашему организму очиститься от бензола, загрязняющего воздух[1697]. В одном из исследований было обнаружено, что сульфорафан способен уменьшать воспаление, вызванное автомобильными выхлопами, – их впрыскивали в нос испытуемым в объеме, имитирующем многочасовое пребывание на автостраде в Лос-Анджелесе в час пик[1698].
Овощи семейства крестоцветных настолько активизируют наши пути детоксикации, что любителям брокколи, чтобы получить прежнюю дозу удовольствия от кофе, возможно, придется пить его больше, поскольку метаболический путь, который выводит кофеин, может сильно активизироваться[1699]. Защиту, которую дают нам овощи семейства капустных, можно продемонстрировать даже на практике. Если перед пребыванием на солнце нанести на кожу экстракт брокколи, то покраснение от солнечного ожога уменьшится на 35 % за счет снижения повреждения тканей ультрафиолетовыми лучами благодаря активации Nrf2[1700].
Открытие того, что сульфорафан способен включать Nrf2, вероятно, является предвестником «новой парадигмы в науке о питании»[1701]. Потребление крестоцветных овощей снижает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также смерти от всех причин, вместе взятых[1702]. Даже те, кто в среднем съедает всего одно соцветие брокколи в день, имеют более низкий уровень смертности, чем те, кто ест ее мало или вообще не ест[1703]. Однако преимущества брокколи могут выходить за рамки сульфорафана. Животные, которых кормили диетой с 1 % брокколи, жили дольше в сравнении с теми, которым давали только сульфорафан в количестве, равном содержащемуся в брокколи (только препарат, без добавления в рацион брокколи). Салаты с сульфорафаном превосходят чистые добавки с сульфорафаном[1704].
Усиление образования сульфорафана
Окисление сырых крестоцветных овощей может ускорить образование сульфорафана. Неплохо добавить в салат из нашинкованной капусты лимонный сок, но еще лучше – уксус, предположительно из-за более высокого содержания в нем кислоты. Однако при приготовлении капусты может быть и обратная ситуация. Вареная краснокочанная капуста должна сохранить темный цвет, а не порозоветь, это свидетельствует о более щелочной среде, которая помогает сохранить важнейшие крестоцветные компоненты от разрушения[1705] (см. see.nf/cabbageph). Однако наиболее важным приемом при приготовлении пищи является пауза между шинковкой и нагреванием, моя стратегия «порежь и оставь», подробно описанная в разделе «Крестоцветные овощи» в книге «Не сдохни!» и в моем видеоролике see.nf/hackandhold.
1665
Peng C, Wang X, Chen J, et al. Biology of ageing and role of dietary antioxidants. Biomed Res Int. 2014;2014:831841. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24804252/
1666
Milisav I, Ribaric S, Poljsak B. Antioxidant vitamins and ageing. Subcell Biochem. 2018;90:1–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30779004/
1667
Smejkal GB, Kakumanu S. Enzymes and their turnover numbers. Expert Rev Proteom. 2019;16(7):543–4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31220960/
1668
Raghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/
1669
Zang H, Mathew RO, Cui T. The dark side of Nrf2 in the heart. Front Physiol. 2020;11:722. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32733266/
1670
Brandes MS, Gray NE. NRF2 as a therapeutic target in neurodegenerative diseases. ASN Neuro. 2020;12:1759091419899782. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31964153/
1671
Sharma V, Kaur A, Singh TG. Counteracting role of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 pathway in Alzheimer’s disease. Biomed Pharmacother. 2020;129:110373. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32603894/
1672
Yuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/
1673
Raghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/
1674
Raghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/
1675
Ferguson LR, Schlothauer RC. The potential role of nutritional genomics tools in validating high health foods for cancer control: broccoli as example. Mol Nutr Food Res. 2012;56(1):126–46. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22147677/
1676
Sun Y, Yang T, Leak RK, Chen J, Zhang F. Preventive and protective roles of dietary Nrf2 activators against central nervous system diseases. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2017;16(3):326–38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28042770/
1677
Yang L, Palliyaguru DL, Kensler TW. Frugal chemoprevention: targeting Nrf2 with foods rich in sulforaphane. Semin Oncol. 2016;43(1):146–53. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26970133/
1678
Qu Z, Sun J, Zhang W, Yu J, Zhuang C. Transcription factor NRF2 as a promising therapeutic target for Alzheimer’s disease. Free Radic Biol Med. 2020;159:87–102. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32730855/
1679
Lewis KN, Mele J, Hayes JD, Buffenstein R. Nrf2, a guardian of healthspan and gatekeeper of species longevity. Integr Comp Biol. 2010;50(5):829–43. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21031035/
1680
Tullet JMA, Hertweck M, An JH, et al. Direct inhibition of the longevity-promoting factor SKN-1 by insulin-like signaling in C. elegans. Cell. 2008;132(6):1025–38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18358814/
1681
Sykiotis GP, Bohmann D. Keap1/Nrf2 signaling regulates oxidative stress tolerance and lifespan in Drosophila. Dev Cell. 2008;14(1):76–85. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18194654/
1682
Lewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/
1683
Yu C, Li Y, Holmes A, et al. RNA sequencing reveals differential expression of mitochondrial and oxidation reduction genes in the long-lived naked mole-rat when compared to mice. PLoS ONE. 2011;6(11):e26729. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22073188/
1684
Lewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/
1685
Andziak B, O’Connor TP, Buffenstein R. Antioxidants do not explain the disparate longevity between mice and the longest-living rodent, the naked mole-rat. Mech Ageing Dev. 2005;126(11):1206–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16087218/
1686
Lewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/
1687
Yuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/
1688
Zhou L, Zhang H, Davies KJA, Forman HJ. Aging-related decline in the induction of Nrf2-regulated antioxidant genes in human bronchial epithelial cells. Redox Biol. 2018;14:35–40. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28863281/
1689
Mallard AR, Spathis JG, Coombes JS. Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) and exercise. Free Radic Biol Med. 2020;160:471–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32871230/
1690
Zhang DD, Chapman E. The role of natural products in revealing NRF2 function. Nat Prod Rep. 2020;37(6):797–826. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32400766/
1691
Su X, Jiang X, Meng L, Dong X, Shen Y, Xin Y. Anticancer activity of sulforaphane: the epigenetic mechanisms and the Nrf2 signaling pathway. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:5438179. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29977456/
1692
Bose C, Alves I, Singh P, et al. Sulforaphane prevents age-associated cardiac and muscular dysfunction through Nrf2 signaling. Aging Cell. 2020;19(11):e13261. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33067900/
1693
Kubo E, Chhunchha B, Singh P, Sasaki H, Singh DP. Sulforaphane reactivates cellular antioxidant defense by inducing Nrf2/ARE/Prdx6 activity during aging and oxidative stress. Sci Rep. 2017;7:14130. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29074861/
1694
Yuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/
1695
Riso P, Martini D, Møller P, et al. DNA damage and repair activity after broccoli intake in young healthy smokers. Mutagenesis. 2010;25(6):595–602. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20713433/
1696
Hoelzl C, Glatt H, Meinl W, et al. Consumption of Brussels sprouts protects peripheral human lymphocytes against 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP) and oxidative DNA-damage: results of a controlled human intervention trial. Mol Nutr Food Res. 2008;52(3):330–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18293303/
1697
Egner PA, Chen JG, Zarth AT, et al. Rapid and sustainable detoxication of airborne pollutants by broccoli sprout beverage: results of a randomized clinical trial in China. Cancer Prev Res. 2014;7(8):813–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24913818/
1698
Heber D, Li Z, Garcia-Lloret M, et al. Sulforaphane-rich broccoli sprout extract attenuates nasal allergic response to diesel exhaust particles. Food Funct. 2014;5(1):35–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24287881/
1699
Eagles SK, Gross AS, McLachlan AJ. The effects of cruciferous vegetable-enriched diets on drug metabolism: a systematic review and meta-analysis of dietary intervention trials in humans. Clin Pharmacol Ther. 2020;108(2):212–27. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32086800/
1700
Knatko EV, Ibbotson SH, Zhang Y, et al. Nrf2 activation protects against solar-simulated ultraviolet radiation in mice and humans. Cancer Prev Res (Phila). 2015;8(6):475–86. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25804610/
1701
Houghton CA, Fassett RG, Coombes JS. Sulforaphane and other nutrigenomic Nrf2 activators: can the clinician’s expectation be matched by the reality? Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:7857186. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26881038/
1702
Aune D, Giovannucci E, Boffetta P, et al. Fruit and vegetable intake and the risk of cardiovascular disease, total cancer and all-cause mortality – a systematic review and dose-response meta-analysis of prospective studies. Int J Epidemiol. 2017;46(3):1029–56. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28338764/
1703
Mori N, Shimazu T, Charvat H, et al. Cruciferous vegetable intake and mortality in middle-aged adults: a prospective cohort study. Clin Nutr. 2019;38(2):631–43. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29739681/
1704
Grünwald S, Stellzig J, Adam IV, et al. Longevity in the red flour beetle Tribolium castaneum is enhanced by broccoli and depends on nrf-2, jnk-1 and foxo-1 homologous genes. Genes Nutr. 2013;8(5):439–48. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23321956/
1705
Hanschen FS. Domestic boiling and salad preparation habits affect glucosinolate degradation in red cabbage (Brassica oleracea var. capitata f. rubra). Food Chem. 2020;321:126694. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32244140/