Обман веществ. Болезни нашего метаболизма

Андрей Сергеевич Логинов, 2023

Новая книга от автора научно-популярных серий об устройстве нашего организма и его «сожителях»-микробах. На этот раз – про обмен веществ и его нарушения. Откуда берётся диабет, ожирение, подагра и как этого избежать? Как работают металлы внутри нас? Ответы – внутри этой научно-популярной книги.Автор – врач с тридцатилетним стажем, двадцать из которых – в области клинических исследований. Наука, чёрный юмор и взгляд на медицину изнутри.

Наша углеводная Dolce vita

Красивое итальянское неспроста в название вставил. Правда, говорить будем не про фильмы Феллини, и не о песенке певицы Жасмин. Переводится, как «сладкая жизнь».

Речь пойдёт об одной из самых массовых болезней современности — сахарного диабета. Счёт на сотни миллионов по миру, каждые 5 секунд — новый случай, каждые 6 — смерть. И цифры эти год от года только ухудшаются, ещё столько же людей в группе риска. Что самое обидное, болезнь не инфекционная, в большинстве случаев мы самостоятельно «загоняем» себя в это состояние. «Молодой» инсулинзависимый диабет первого типа — около 6 процентов, а вот 93 — второго, приобретённого. Как не попасть в эту «рисковую» группу, есть ли шанс «самоисключиться» из неё и что делать, если диагноз «диабет» уже поставлен? Вот и будем со всем этим разбираться в ближайших главах, медленно и поэтапно.

Традиционно зайдём издалека, с чего это наш любимый сахарок, такой вкусный и «полезный для мозга», вдруг решил нас загубить? Во-первых, не вдруг и даже не вчера, болезнь была известна и египтянам, и древним грекам. Наверняка была и до них, потому как человеку без углеводов никуда. Карбонгидратов, если по ихнему.

Так устроена наша природа, нужны нам питательные вещества — жиры и белки, первые ужасно калорийные (аж 9 килокалорий на каждый грамм), вторые — основа основ нашего организма. Вот только источники этих веществ — животные. Твари шустрые и порой опасные, которым тоже самое нужно. Попробуй забери. Поэтому с древних времён, даже, когда научились животину разводить и масла всякие получать, основное питательным веществом у нас были углеводы. Хлеб да каша — пища наша. Скотоводные кочевники и алеуты с нанайцами — скорее, исключение. Первые самоустранились, вторых на Земле — мизерные доли процента.

50-70% всех суточных калорий получаем мы от них, родимых, требуется нам в среднем 400-500 г углеводов в сутки. Если, конечно, не перешли на модную кетодиету, с одними белками и жирами. Все её плюсы и минусы ещё разберём, как оно там, без клетчатки жить. Автор пробовал, ощущения специфические.

А пока вернёмся к углеводам, что ещё, кроме питательных свойств, в них полезного? Соединяются они с белками и образуют гликопротеины. А это и ферменты, и гормоны, и клеточные стенки. Входят они и в состав наших «генетических матриц» — ДНК и РНК, одним словом, нету нам жизни без «сахарков».

Хотя не все углеводы такими являются, а только те, которые попроще: глюкоза (виноградный), галактоза, фруктоза. Шестиатомные у них молекулы, вот и называются гексозами. Если пять углеродов в составе — это уже пентозы (рибоза, дезоксирибоза, рибулоза, ксилулоза). Есть и полегче, тетрозы и даже триозы

Простые моносахариды могут соединяться в более сложные — олиго-. Нашла глюкоза «сестричку» — вот вам и мальтоза, выбрала галактозу — получился молочный сахар, лактоза. Наша любимая кусковая, быстрорастворимая, свекольная или тростниковая сахароза — это пара глюкоза-фруктоза.

Вещества эти химически простые, «быстрые на метаболизм», запасов такого в организме не накопишь. Вот и придумала природа соединять простые углеводы в длинные цепочки — полисахариды. Удобно хранить такие резервы и расходовать по мере необходимости. У растений это крахмал, у животных — гликоген. Другие полисахариды (с приставкой гетеро-) не менее важны для нашего организма, тут и сиаловая кислота, и гиалуроновая, и даже гепарин из этой серии. Так что, образование слизи, «смазок», соединительных тканей, работа свёртывающей системы — везде углеводы нужны.

Даже такой полисахарид, как клетчатка, которую наш организм переварить и усвоить не может, и тот крайне важен. Формирует пищевой комок, который движется себе по кишечнику, стимулируя его перистальтику и выработку ферментов, а заодно и кормит нашу внутреннюю микрофлору. Полезнейшие бактерии, которые и витамины вырабатывают, и иммунитет поддерживают, и переваривать всякое помогают.

Не забываем и про пектины — растворимые и мягенькие коллоидные полисахариды (наши любимые джемы, мармелад с пастилой). Они и токсины могут связывать, и «кормить» нужные бродильные бактерии кишечника. Даже диеты есть яблочные и морковные, чтобы гнилостную флору подавлять и слизистые восстанавливать.

Как видим, любой углевод в дело идёт, такие уж мы всеядные приматы. Научила нас природа распознавать сладкое (а, значит, полезное и питательное), наделив многочисленными рецепторами в ротовой полости. Там же начинаем и усваивать более тяжёлые углеводы, расщепляя крахмал амилазой слюны. Помните «детский» эксперимент с жеванием хлеба? Уже через несколько секунд появляется сладкий вкус — отделяются молекулы глюкозы и воздействуют на вкусовые нервные окончания. Не уверен, что у взрослых, и тем более, пожилых, этот эффект такой же яркий — вкусовой порог у маленьких значительно ниже.

В желудке углеводы не всасываются, происходит это в 12-перстной и немного в тощей кишке. Здесь уже амилазы разворачиваются во всей красе, переводят крахмал в глюкозу окончательно и бесповоротно, поступает она в кровь, легко проникая через биологические барьеры.

Это не значит, что уровень её резко поползёт вверх, процесс под этот жёстким контролем. Натощак у нас 3,3-5,5 ммоль/л сахара в крови, после еды не должен подниматься выше 7,8.

Все избытки сразу переходят внутрь клеток, отвечает за такой транспорт единственный гормон — инсулин. Часть глюкозы сразу пойдёт на энергетические нужды, основная масса же отложится «на потом», превратится в «животный крахмал», гликоген.

Самые «запасливые» в этом плане у нас печень (2-8% её массы — гликоген) и мышцы (0,5-2%), но есть свой резерв (правда, небольшой) и в клетках мозга, и даже в лейкоцитах. В среднем полкило у нас этого добра хранится в теле (зависит от кондиций и возраста, конечно).

По мере необходимости организм этот запас расходует, «отщепляя» потихоньку глюкозу и бросая её в топку метаболизма. Процесс этот называется гликогенолизом, и протекает он под контролем целого ряда ферментов с длинными названиями. И вот тут уже начинаются углеводные болячки. Не диабетом единым, как говорится.

Первая их группа — агликогенозы — связана с недостатком или отсутствием гликогена. Не может он образовываться из-за врождённого дефицита гликогенсинтетазы (болезнь Льюиса) или фермента ветвления гликогена (болезнь Андерсена). Уровень глюкозы в организме не поддерживается, «прыгает» вверх-вниз, причем, критически. Судороги, потеря сознания — мозг реагирует первым на такие «прыжки» и долго выносить такое не может. Больные погибают уже в раннем возрасте.

Обратная сторона медали не менее «оптимистична». Когда с накоплением гликогена всё в порядке, но вот делиться глюкозой он не спешит. Клетки (печени, почек, мышц) при этом как бы «распухают» от собственных запасов и гибнут. Такие состояния называются гликогенозами, тут уже, как минимум пять (!) ферментов могут дать сбой. При недостатке любого из них развивается своя болезнь (по авторам — Гирке, Гори, Герса, Мак-Ардля, Помпе) с неизменным печальным исходом. Глюкоза — один из основных «кирпичиков» нашего организма, жить без неё мы не можем.

Потому и «заточена» наша природа на непрерывный поиск и поглощение углеводов, создание их запасов «на чёрный день». Холодильники и круглосуточные продуктовые магазины с точки зрения эволюции появились даже не вчера, а миллисекунды назад, а голодная смерть — проблема вечная для всего живого.

С одной стороны, «углеводное изобилие» (зайдите в любой супермаркет и сравните ассортимент кондитерских, бакалейных и прочих «макаронных» отделов с «белковыми» мясо-рыбными), а с другой — наши древнейшие механизмы «вечного голода». Ага, матушка природа во всём виновата, как же.

Это, как вы поняли, было вступление перед основной темой — сахарным диабетом. За который и ухватимся уже в следующей главе. А пока перекусим яблочком и запьём несладким кофе.