И в заключении — об ожирении

 

Ожирение — это некрасиво. Ожирение — это нездорово. Наконец, оно просто опасно. Это, конечно, не инфаркт, но, как считают специалисты, ожирение увеличивает риск инфаркта, а также таких серьезнейших заболеваний, как диабет второго типа, некоторые формы рака и остеоартрит. Это также, по мнению специалистов, одна из главных причин преждевременной смерти. Зачем нам умирать прежде времени? Зачем нам вообще все это нужно? Давайте бороться с нашим лишним жиром! Тем более что те же специалисты уже говорят об «эпидемии ожирения». Человечество жиреет и прежде времени загоняет себя в гроб. А впереди еще столько недоделанных, интересных дел! Нет, решительно, давайте бороться.

Легко сказать, а как сделать? В чем, собственно, состоит причина ожирения? Что говорит по этом поводу наука? Наука в лице справочников называет три главные причины: излишние калории, недостаточная физическая активность и генетическая предрасположенность. Есть по меньшей мере еще десять. Но нам хватит и первых трех. С генами ничего не поделаешь, с лишними калориями бороться трудно (смотри об этом главу «Суета вокруг диеты»), а вот что означает физическая активность, почему она сгоняет жир? Знающие люди (среди ваших знакомых тоже есть наверняка такие) скажут вам, что энергичная зарядка сжигает жир. Что значит «сжигает»? — робко поинтересуетесь вы. Тут знающий знакомый просто руки разведет в отчаянии: какой же вы непонятливый. А если вы очень уж настойчиво поинтересуетесь, он вас пошлет — все к тем же специалистам. И те скажут следующее.

Жиры (и растительные, и животные) — это в основном триглицериды (ТГ). А триглицериды — это один из основных источников энергии в организме. По энергетической «емкости» они даже превосходят глюкозу: один грамм ТГ содержит примерно восемь килокалорий, тогда как один грамм глюкозы — всего четыре. При этом ТГ содержатся в организме в безводном состоянии, а углеводы — в соединении с водой. Вот почему у каждого из нас имеется порядка 30 миллиардов специальных клеток для хранения жира (это в основном белые жировые клетки; а есть еще и коричневые). С жирами, однако, у организма возня — они не усваиваются кишечником, организму приходится расщеплять их с помощью ферментов поджелудочной железы. Такое расщепление возможно только после превращения ТГ в эмульсию, что делает желчь (поэтому люди с удаленным желчным пузырем испытывают трудности в усвоении жиров). Расщепление превращает ТГ в свободные жирные кислоты, которые проходят через кишечный барьер и за ним снова воссоединяются в ТГ; молекулы ТГ пакуются в особые пузырьки-липосомы и поступают в кровь. Ура, они уже наши!

Кровь разносит липосомы повсюду, но собираются они главным образом в клетках печени, мышц и в уже упомянутых жировых клетках. Куда расходуется жир? Ответ — идет на производство АТФ. Мы уже знакомы с этими «биологическими батарейками», которые образуются в клетках за счет сложного процесса окисления глюкозы. Триглицериды тоже участвуют в этом процессе. В результате энергия, которая была исходно сосредоточена внутри молекул триглицеридов, переходит внутрь этих «живых конденсаторов», готовых в любую секунду и в любом месте отдать ее на благородное дело обогрева нашего организма или выполнения им какой угодно другой работы. (А также на работу того конвейера, на котором за счет поступающих жиров, белков и углеводов вырабатываются новые АТФ на смену уже израсходованным.) Это означает, что мы вводим в себя пищу для того, чтобы заряжать свои АТФ, которые являются главным мотором наших мышц и дают нам возможность двигаться, а также думать, чувствовать (и, конечно, вводить в себя пищу).

Теперь вы понимаете, почему энергичная зарядка должна «сжигать жир»? Ту энергию, которую мы затрачиваем, сильно размахивая руками и ногами, дают нам молекулы АТФ, которые в конечном счете получают ее (частично) за счет окисления (то есть сжигания) жирных кислот. Однако организм получает энергию не только от жирных кислот и не только за счет окисления углеводов, прежде всего глюкозы, — еще какую-то часть он получает от окисления аминокислот, получаемых в пище с белками. И кстати, все эти три комплекса реакций окисления связаны друг с другом, образуя общий механизм преобразования энергии, поступающей с пищей, в энергетические запасы организма. Механизм этот до того важен, что природа, отладив его миллиарды лет назад, еще на уровне бактерий, снабдила им все без исключения живые существа.

Что же касается глюкозы, то она легко усваивается, преобразуется и выделяет энергию (недаром сладкое подбадривает быстрее всего). Но вот запасать ее невыгодно: она вбирает слишком много воды, а излишки глюкозы превращаются в конечном счете в жиры. И вот что интересно: в организме имеется некий фермент АСС2, который решает, какое топливо в данный момент сжигать — жиры или углеводы. И что еще интересней — оказалось, что существуют способы так воздействовать на этот фермент (проще всего — заблокировать), что организм будет сжигать только жиры. И вот, как только этот факт был установлен, многие тут же вспомнили про эпидемию ожирения, и в их воображении родилась розовая мечта — что, если создать такую пилюлю, которая искусственно блокировала бы этот фермент, заставляя организм сжигать жир и только жир? Не глюкозу, сколько бы ее ни было, а только жир. Сжигать его и только его, причем непрерывно, ежеминутно и в массовом масштабе, как говаривал товарищ Ленин, правда по совсем иному поводу. И когда мы доберемся таким образом до наших лишних жировых запасов и начнем сжигать их, тогда мы начнем худеть, худеть и худеть без всякой зарядки!

Большие фармацевтические фирмы побоялись так решительно вмешиваться в сложнейший метаболизм нашего драгоценного тела. Но соблазн был так велик, что малые фирмы стали выбрасывать на рынок — тоже непрерывно, ежедневно и в массовом масштабе — всякого рода «пищевые добавки», как они их называли, «для ускоренного окисления жирных кислот». Разумеется, кроме «добавок», которые якобы блокировали АСС2, появились всякого рода иные стимуляторы такого «ускоренного окисления», обещавшие привести к быстрой и окончательной победе над ожирением (не упоминая, впрочем, о побочных эффектах). И вскоре сотни миллионов мечтающих сбросить вес, не занимаясь физзарядкой, понесли свои сотни миллионов в карманы производителей всех этих магических пилюль.

И что — сбылась мечта идиота? Сработал такой «санаторный» способ «сбрасывания веса»? Ученые из Сиднея под руководством профессора Куни вывели породу генетически модифицированных мышей, в организме которых указанный фермент был заблокирован постоянно. И проверили, грубо говоря, худеют ли такие мыши быстрее, чем немодифицированные — при одной и той же диете и физической нагрузке. И убедились, что никакой разницы нет. И выяснили далее, почему нет. Потому что, как оказалось, на бездействие фермента организм отвечает тем, что ускоренно превращает все потребляемые нами (взамен жиров) углеводы в те же жиры, непрерывно, ежеминутно и в массовом масштабе пополняя ими те самые «лишние жировые запасы», которые мы так хитро задумали истребить под корень.

Впрочем, профессор Куни в сообщении о своих опытах немного подсластил пилюлю (ту самую, которую забраковал), сказав: «Хотелось бы подчеркнуть, что наше исследование концентрировалось исключительно на влиянии окисления, жиров на общее ожирение. Мы не изучали другие возможные последствия такого ускоренного окисления и поэтому я не исключаю, что сжигание жиров может принести какую-то пользу отдельным тканям и органам. Например, такое манипулирование метаболизмом жиров может, в принципе, улучшить воздействие инсулина на мышцы или в печени, и тогда оно будет несомненно полезным противодействием ожирению в результате диабета второго типа. Однако все такие вопросы требуют дальнейшего изучения».

А что же нам, беднягам, делать, пока они будут изучать? Скажу осторожно: по возможности избегать всяких модных псевдодиетических крайностей. Не пытаться перехитрить природу. Она миллиарды лет терпеливо отлаживала баланс своих биохимических реакций, и поэтому не стоит соваться в достигнутое ею тончайшее равновесие, чтобы не оказаться слоном в посудной лавке. Нужно аккуратно питаться и, увы, — делать больше физических упражнений. Больше, больше, больше!

 

 

Свет в конце туннеля

 

Путешествия лекарств

 

Вот вам задача примерно того же рода, что требование разрубить саблей пуховую подушку, попасть из пушки по воробьям или укусить самого себя за локоть. Представим, что ученые придумали очередное замечательное лекарство. Но как его, это лекарство, доставить на место? Как донести до нужного органа или ткани, преодолев химические, физические и все прочие биологические преграды на пути?

Казалось бы, самый элементарный способ введения лекарств — через рот или пищевой тракт. Но это только так кажется. Да, нам легко проглотить таблетку. Проглотил — и всё. А для самой таблетки самое главное с этого только начинается. Проглоченное химическое вещество на своем пути к назначенной цели должно преодолеть множество препятствий. Оно должно выжить в путешествии через желудок и невредимым достичь кишечника, а затем проникнуть сквозь кишечные стенки в кровоток. Попав в кровь, оно должно потом профильтроваться через печень, и лишь после этого ему откроется путь в другие части тела. По дороге нашему лекарству нужно устоять перед кислотами пищеварительных соков, перепрыгнуть через мембранные барьеры или отразить ферменты-протеазы, призванные раздробить его на бесполезные обломки.

Производители лекарств предлагают разные решения, однако, как правило, они годятся только для частных случаев. Например, можно покрыть таблетку оболочкой, которая не растворяется в желудочном соке, но легко растворяется, попав в щелочную среду тонкого кишечника. Вроде бы прекрасная идея. Но если лекарство состоит из белка, как большинство тех лекарств, которые используются в биотехнологии, оболочка не спасет его от активности протеаз — ферментов, разрушающих белки.

Введение лекарственного вещества прямо в кровь позволяет избежать препятствий и опасностей, содержащихся в желудке и кишечнике, но, увы, многие пациенты, по вполне понятным соображениям, неохотно соглашаются на слишком частые уколы или ежедневные визиты в амбулаторию. Поэтому естественно, что ученые настойчиво ищут новые пути доставки лекарств в организм. Одно из новшеств — препарат «Натропин депо». Он представляет собой полимерные микросферы, внутри которых содержатся молекулы человеческого гормона роста. Эти микросферы достаточно вводить всего один раз в месяц, но действовать они будут в организме постоянно, неуклонно выделяя содержащийся в них гормон. Другой препарат, «Глиадель», представляет собой облатку, которую можно имплантировать непосредственно в мозг, где она будет выделять необходимые для химиотерапии вещества прямо в мозговую опухоль.

Наряду с изучением чуть не каждой части тела — кожи, носа, легких, кишечника — в качестве возможного входа для лекарственных препаратов ученые ищут также нетрадиционные способы введения лекарственных молекул — например, с помощью ультразвука или микрочипов, которые доставляли бы их точно в нужное место и время. Новые технологии используются также для решения старой проблемы беспрепятственного проникновения лекарства сквозь стенки кишечника. Так, изобретен способ завлечь белки в очень маленькие капли клейкого биологического вещества, способного проходить между клетками внутренней оболочки кишечника. Роль такого вещества хорошо выполняют гидрофобные (водоотталкивающие) полимеры полиангидриды. Эта технология сейчас испытывается для создания нового типа таблеток инсулина, которые можно будет принимать перорально. Важность такого способа доставки в организм инсулина легко понять, если вспомнить, что при диабете инсулин необходим постоянно. Испытания нового метода на животных уже показали многообещающие результаты.

Неожиданно для самих исследователей оказалось, что капли, образованные определенными биоадгезивными полимерами и обволакивающие лекарственные белки, могут, вдобавок к другим своим полезным свойствам, также менять размеры в зависимости от уровня кислотности окружающей среды. В кислотной среде такой полимерный шарик раздувается, а в щелочной — сжимается. Это позволяет капле выдавливать из себя в нужный момент лекарственное вещество. Полимерные капли способны также защитить белки от протеаз в верхней части тонкого кишечника.

Недавно разработан и другой остроумный способ транспортировки белковых лекарств сквозь слизистую оболочку кишечника. Он состоит в упаковке белка в упругие «носители», которые сжимают белковые молекулы до очень небольших размеров, позволяя им быстрее проникнуть сквозь клеточные мембраны. Выполнив свою работу по внесению лекарства, упругий носитель отделяется от него и тем самым дает возможность белку вернуться в свою прежнюю, активную форму. Сейчас исследователи проверяют возможность использования применения этой методики для введения инсулина, а также кроверазжижающего белка гепарина, необходимого при операциях, которые могут сопровождаться возникновением тромбов.

Еще один новейший метод, который находится в стадии активной разработки, заключается в присоединении лекарственных белков к молекулам, которые направлены на специальные рецепторы в желудочно-кишечном тракте. Эти молекулы-«носители» помогают белковым лекарствам преодолеть кислотный барьер и влиться в кровоток.

Очень соблазнителен также путь введения лекарств в организм через кожу, позволяющий избежать проблем, возникающих при их введении через рот. Однако жесткий наружный кожный слой, эпидермис, препятствует лекарственным молекулам пройти к кровеносным сосудам, расположенным внутри кожи. Тем не менее некоторые лекарства обладают такими физическими и химическими характеристиками, которые позволяют преодолевать кожный барьер в достаточных количествах. И вот теперь разработаны и уже поступили в широкую продажу специальные пластыри, пропитанные такими лекарствами. Такой пластырь приклеивается к коже и постепенно вводит в организм содержащееся в нем лекарство — например, никотин, помогающий людям бросить курить, или женские гормоны для облегчения симптомов менопаузы.

Чтобы сделать эпидермис проходимым и для других лекарственных веществ, включая белковые, в последнее время стали применять ионофорез — безболезненные электрические импульсы, которые «проводят» заряженные молекулы лекарства сквозь наружный слой кожи прямо в кожные кровеносные сосуды. Кроме того, как обнаружил израильский ученый Иосеф Кост, проделать в наружном кожном покрове крошечные канальчики, через которые лекарство может диффундировать внутрь, способны ультразвуковые волны. Таким образом в несколько тысяч раз повышается проводимость кожи для ряда белковых лекарств, включая инсулин.

Еще одни важные ворота в наше тело представляют собой легкие. Через них можно вводить лекарства как для лечения самих легких, так и для другие целей, требующих быстрого включения препарата в кровоток. Легкие состоят из микроскопических мешочков, альвеол, непосредственно связанных с кровеносными сосудами. Подобно тому как в процессе дыхания через альвеолы поступает в кровеносные сосуды кислород, так могут проникать в кровь и более крупные молекулы лекарственных веществ, в том числе и белковых. Проблема заключается в том, как увеличить при этом долю лекарства, попадающую по назначению.

Ум человеческий неугомонен и потому не ограничивается поиском возможностей введения лекарств извне. Сейчас исследователи разрабатывают также способы саморегулируемой доставки лекарственных веществ изнутри организма, причем в нужное место и в нужное время. Это не научная фантастика. Такие «разумные» системы подачи лекарств уже существуют, во всяком случае частично. Они умеют принимать химические сигналы извне и высвобождать лекарство в ответ на такие сигналы, непрерывно поддерживая его концентрацию в организме на нужном терапевтическом уровне. Задачу эту решают «микрочипы» (вроде тех, на которых работают все электронные приборы), содержащие несколько резервуарчиков, которые заполняются лекарством и покрываются шапочками из тонкой золотой фольги. Такой микрочип внедряется в нужное место организма, и в нужное время на него подается электрический сигнал, который растворяет одно или более золотых покрытий и высвобождает лекарство. Микрочип может быть имплантирован под кожу или в спинной или головной мозг для доставки любых лекарств, начиная от обезболивающих и до химиотерапевтических против опухоли. Опыты на животных показывают, что лекарства, подаваемые таким образом, не вызывают побочных эффектов. Системы, основанные на имплантированных чипах, могут содержать точное расписание потребности данного пациента в лекарстве или датчики, которые сами измеряют уровень лекарства в организме и в ответ на полученный результат высвобождают соответствующую новую дозу.

Что же касается самого нового раздела медицины — генной терапии, то и тут проблема доставки занимает центральное место. Сегодня, после расшифровки человеческого генома, становится вполне возможным изготовить искусственные копии подлежащего исправлению гена. После этого остается «только» ввести эти копии в клетки больного организма. Но это «только» оказывается серьезной проблемой. Чтобы доставить копии гена в нужные клетки, необходимо прицепить их к подходящим носителям, так называемым «векторам». Долгое время ученые использовали в качестве таких «векторов» специальным образом обезвреженные вирусы, но оказалось, что, несмотря на всю «обезвреженность», они сохраняют определенную опасность. Поэтому сейчас, параллельно с усилиями уменьшить риск вирусного «вектора», разрабатываются другие способы доставки генов, основанные на полимерах или жирных молекулах-липидах.

Американским ученым уже удалось ввести в организм кролика специфический ген, от которого зависит рост кровеносных сосудов, «обернув» его в полимер и липопротеин. Не за горами, надо полагать, и вовлечение в эксперименты такого рода людей, страдающих ишемическими заболеваниями сердца. Есть надежда, что введение этого гена стимулирует рост обходных кровеносных сосудов, которые будут доставлять кислород и питание обескровленным участкам сердечной мышцы.