Глава 11. Калории для нашей жизни. Продлевает ли жизнь ограничение энергетического обмена? Общество потенциальных долгожителей.

Международное общество ограничения калорий (Calorie Restriction Society International) было создано в 1986 г. по инициативе профессора Роя Уолфорда (Roy Walford), известного американского иммунолога и автора книги «Максимальная продолжительность жизни», изданной в 1983 г. [1]. В 2004 г. в этом обществе состояло около двух тысяч человек [2], и его очередная всеамериканская конференция прошла в Гарварде 23 сентября 2009 г. под девизом: «Меньше калорий, больше жизни». Членом общества может стать человек любой профессии и любого возраста, согласившись ограничить свой каждодневный энергетический баланс уровнем 1 500 – 1 800 ккал, то есть примерно на 30% ниже минимальных физиологических рекомендаций ВОЗ. Такой режим, согласно рекламным публикациям общества (www. calorierestriction.org), обеспечивает улучшение здоровья и продлевает жизнь – в перспективе до 120 лет. Члены общества получают рекомендуемые диеты, в которых высококалорийные продукты питания заменены низкокалорийными, но с сохранением необходимого баланса между основными компонентами питания, витаминами и минеральными элементами. Уменьшение калорийности ежедневной диеты, согласно теории, приводит к снижению окислительных процессов и соответственно к уменьшению генерации свободных радикалов. Это, в свою очередь, должно сокращать уровень повреждений различных внутриклеточных структур, которые являются основной причиной старения. Ограничение калорий в питании, как было показано в многочисленных экспериментах, действительно увеличивает не только среднюю, но и максимальную продолжительность жизни мышей, крыс, хомячков и множества других животных, в основном низкоорганизованных. Реальные клинические испытания значительных диетных ограничений невозможно проводить на людях, тем более что это потребовало бы многих десятилетий. Поэтому и возникло добровольное общество, члены которого уверены, что человек не может быть исключением, и проверяют на себе результаты, полученные ранее в лабораторных условиях. Члены общества обмениваются опытом и информацией, в основном через Интернет, а также на ежегодных конференциях и на международных конгрессах. Само общество держится исключительно на энтузиазме его членов, так как его деятельность противоречит коммерческим интересам продовольственных, торговых и фармацевтических компаний и подвергается постоянной критике. Пока большинство членов общества – американцы. В Европе его идеи пропагандируются через специальные клиники, санатории и гостиницы, которые практикуют ограниченную по калориям диету. Для привлечения клиентов они публикуют в своих проспектах списки болезней (артрит, астма, подагра, диабет, эпилепсия и множество других), от которых можно избавиться, следуя предлагаемым ограничениям. Один из самых крупных центров такой практики существует в Хорватии на берегу Адриатического моря (Anti-Aging Center Europe, Croatia).

Крысы – долгожители при ограниченной по калориям диете

В 1929 г. Клайв Маккей (Clive МсСау), молодой биохимик, работавший в лаборатории питания Корнельского университета в Итаке, начал опыты по проверке влияния скорости роста крыс короткоживущей линии Фишер-344 на продолжительность их жизни. Крысы, в отличие от мышей и большинства других млекопитающих, продолжают расти в течение всей своей жизни, даже в старости. Постоянный рост встречается и у других видов животных: рыб-хищников, змей, черепах и даже у китов. Поэтому их возраст можно определить по их размерам. Представители этих видов обычно живут очень долго, в некоторых случаях до ста и даже до двухсот лет. Однако у крыс, несмотря на сохранение способности к росту, продолжительность жизни относительно короткая. Чтобы замедлить скорость роста крыс, Маккей стал нормировать рационы, дозируя белки, жиры и углеводы. При сокращении объема белков в диете рост животных замедлялся, но продолжительность их жизни не менялась, варьируя, как и в контрольной группе, в пределах 500 – 900 дней. Крысы, в рационе которых долю энергетических компонентов (жиров и углеводов) уменьшали на 30 – 40% по сравнению с рационом контрольной группы, также замедляли свой рост, но они жили намного дольше, чем контрольные животные. Значительное число таких крыс с задержанным ростом жили больше 1 000 дней, а некоторые доживали и до 1 400 дней. Средняя продолжительность жизни увеличивалась вдвое, а максимальная продолжительность жизни, характерная для этой линии крыс, возрастала на 50%. Результаты этих опытов, опубликованные в 1935 г., стали сенсацией в геронтологии [3]. Это был первый случай радикального продления максимальной продолжительности жизни подопытных чистых линий животных, не существующих в природных условиях, но не продления максимальной продолжительности жизни, характерной для всего вида. Крысы в природных условиях могут жить четыре года и более. Некоторые чистые генетические линии, например Вистар (Wistar) тоже доживают до 1 400 – 1 500 дней. Впоследствии опыты Маккея повторялись и воспроизводились во многих лабораториях, и их результаты всегда подтверждались. Уменьшая количество калорий в диете, удавалось продлить жизнь мышей и некоторых других лабораторных животных с ограниченным периодом роста, хотя и не всегда на столь большие сроки. Было также обнаружено, что у крыс и мышей, находившихся на ограниченной по калориям диете, значительно снижалась частота раковых заболеваний, которые являются одной из основных причин их смертности [4].

В течение более пятидесяти лет после публикации результатов экспериментов Маккея были проведены тысячи исследований, в которых изучались физиологические, биохимические и анатомические особенности старения крыс, мышей и хомячков, находившихся на ограниченной по калориям диете. Проводились аналогичные опыты на дрожжах, насекомых и рыбах. Появилось много теорий, пытавшихся объяснить именно такую модель радикального продления жизни. Геронтологам, конечно, хотелось проверить эффект «недостаточного по калориям, но полноценного по составу» питания хотя бы на обезьянах и в условиях, приближенных к природным. Такой эксперимент требовал больших финансовых затрат и длительного времени. Даже небольшие обезьяны доживают в неволе до 30 лет. Только в 1986 г. четыре крупных научных центра в США, три из которых были обеспечены правительственными грантами, спланировали эксперимент с обезьянами в специально созданном виварии с искусственным климатом.

От крыс к обезьянам

В 1989 г. из питомников в Индонезии в США были доставлены группы молодых (от 1 до 3 лет) и уже взрослых (от 4 до 14 лет) макак (Масаса mulatta). Во влажных тропиках Индонезии нет сезонных вариаций питания. В американском виварии в штате Висконсин (на севере США) обезьяны питались не свободно, как в природных условиях, а получали кормовые смеси, приближенные к природным. В каждой группе часть животных получала полноценный рацион «по потребности», тогда как другим животным калорийность диеты была снижена на 30% за счет углеводных источников питания. Динамику возрастных изменений отслеживали с самого начала опыта по так называемым биомаркерам старения: данным анализа крови, биопсии тканей, сканирования костей и т. д. Результаты первых наблюдений были опубликованы уже через 36 месяцев после начала опыта. Хотя животные с ограниченным питанием имели меньший вес, все остальные показатели обмена веществ в контрольной и опытных группах оказались одинаковыми [5]. Через 48 месяцев у обезьян, включенных в опыт в возрасте от 7 до 14 лет, обнаружилось ослабление иммунных реакций на некоторые вакцины. Такое ослабление наблюдалось лишь у тех животных, которые получали ограниченный по калориям рацион. Эти обезьяны отставали по весу от контрольных в среднем на 4 кг, и их устойчивость к инфекциям была снижена.

Критики этих опытов отмечали, что северный штат и условия вивария, где естественная высокая подвижность обезьян неизбежно ограничена, не подходят для изучения связи энергетического обмена с продолжительностью жизни. В связи с этим в 1993 – 1995 гг. аналогичные опыты на двух видах макак были начаты и во Флориде, где влажные субтропические условия их содержания максимально приближались к естественным. Но и в этих опытах при диете с уменьшенным на 34% содержанием калорий в течение пяти лет никаких различий в составе крови у контрольных и опытных животных не обнаружилось. Не было изменений и в составе холестериновых фракций крови [6]. Сканирование костных тканей также не выявило никакой разницы, хотя вес животных на полноценной диете был выше. В 2004 г., когда в экспериментальных схемах было задействовано уже 120 обезьян, появились случаи заболеваний и смертельные исходы. Трех умерших обезьян из старших групп держали на ограниченной по калориям диете. Предварительные итоги всех этих опытов, продолжавшихся в течение 15 лет, были подведены на специальном семинаре в Национальном институте по изучению старения в Балтиморе. Участники этого семинара пришли к выводу, что характер действия ограниченной по калориям диеты на старение приматов «остается неопределенным» [7].

Через 5 лет в июле 2009 г. были опубликованы более подробные результаты о состоянии животных, опыты с которыми начинались в виварии штата Висконсин в 1989 г. Приведенные данные касались тех обезьян, которым в начале эксперимента было от 7 до 14 лет. В неволе макаки живут в среднем 27 лет, но иногда доживают и до 40. С 1989 г. исследования велись на 30 самцах, однако в 1994-м к ним добавили 30 самок и еще 16 самцов. Из этих 76 животных к началу 2009 г. умерли 14 из 38 макак контрольной группы (37%) и только 5 из 38 получавших ограниченную по калориям диету (13%) [8]. Основными причинами смертности были диабет, рак и сердечно-сосудистые заболевания. Авторы публикации делают вывод, что ограниченная по калориям диета замедляла старение обезьян. Однако давать положительный ответ на вопрос, можно ли изменить с помощью такой диеты максимальную для вида продолжительность жизни, в 2009 г. было еще рано. Для этого следует подождать еще десять лет. Опубликованные результаты вызвали достаточно активную дискуссию в широкой прессе, но не стали сенсацией и не привели к каким-либо диетическим рекомендациям. Общее мнение сводилось к тому, что число подопытных животных было слишком мало, чтобы делать статистически обоснованные выводы. На опубликованных фотографиях старых обезьян из разных групп макаки из контрольной группы выглядели ожиревшими. В природных условиях подобное не случается. Ожирение уменьшало их шансы на долгую жизнь. У обезьян, которые получали ограниченный рацион, снижалась температура тела, иногда на один градус. Таким образом они экономили энергию. Снижалась и их подвижность. Переносить результаты этих опытов на человека весьма затруднительно. Следует подождать итогов параллельного опыта во Флориде, в условиях, приближенных к природным, и с группами макак, которых посадили на разные диеты в более молодом возрасте. Самое важное в этой работе – оценить возможности перехода через рубеж максимального долголетия для этого вида обезьян.

Калории в человеческом обществе

ВОЗ уже давно ввела «рекомендуемый минимум» по ежедневному балансу калорий для разных групп населения. В основе этих рекомендаций лежит принцип сохранения оптимального для здоровья веса тела. Потребности в калориях различны у мужчин и женщин и зависят, естественно, и от массы тела, и от возраста, и от климата. В холодном климате люди расходуют больше калорий на поддержание постоянной температуры тела. Существуют специальные справочники с обширными таблицами, которые показывают, какое количество калорий затрачивает человек на тот или иной вид физической активности. Например, в покое, сидя в кресле, мужчина среднего роста и веса затрачивает в час 112 ккал, тогда как женщина только 84. Во время сна расход калорий снижается на 20%. При ходьбе на прогулке мужчина тратит 224 ккал в час, женщина – 168. Больше всего калорий тратят люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом, или спортсмены. Бегуны на дальние дистанции, велосипедисты, лыжники и гребцы во время соревнований расходуют в час от 600 до 900 ккал [9]. Сидячая офисная работа с компьютером добавляет к затратам калорий в состоянии покоя немного – лишь 40 ккал в час. В европейских странах принято, что средняя потребность составляет для мужчин 2 500 ккал в день, а для женщин 2 000 ккал. До настоящего времени во многих странах население не обеспечено необходимым минимумом калорий. С другой стороны, почти во всех западных странах потребление продуктов питания значительно, на 20 – 40%, превышает по калориям рекомендации ВОЗ. В 2003 – 2007 гг. весьма значительный дефицит калорий, на уровне 70 – 80% от минимума ВОЗ, фиксировался в ряде африканских стран: Эфиопии, Бурунди, Конго, Эритрее, Сомали и др. В Таджикистане и Киргизии также в течение последних лет наблюдался большой дефицит калорий – 70 – 75% от рекомендуемого минимума. Плохим был и энергетический баланс жителей Грузии и Армении. У азиатских гигантов Индии и Китая в 2006 – 2009 гг. питание населения ухудшилось из-за плохих урожаев риса. Средний уровень потребления калорий на каждого жителя в день снизился в Китае до 1 930 и в Индии до 1 820 ккал [10]. В России дефицит калорий в диете населения наблюдался в 1992 – 1996 гг., и этот период отличался также минимальной ожидаемой продолжительностью жизни. Положение начало улучшаться с 1999 г., и к 2004 г. каждый житель РФ потреблял в среднем 3 118 ккал в день. Страны, в которых обнаруживается дефицит калорий в питании населения, имеют, как правило, более низкую ожидаемую продолжительность жизни и у мужчин, и у женщин. Однако последователи практики ограничения калорий не считают, что глобальная демографическая картина противоречит их концепциям. Низкую продолжительность жизни людей в бедных странах они объясняют неполноценным питанием (malnutrition), при котором существует дефицит белков и жиров, а не углеводов. Для решения этой проблемы ведется пропаганда ограниченного, но полноценного питания (undernutrition), при котором диета полностью обеспечена белками, незаменимыми жирными кислотами, витаминами и минеральными элементами, но ограничена по углеводам.

Среди множества этнических групп известны лишь две, представители которых потребляют меньше калорий, чем рекомендовано ВОЗ, но среди них относительно велик процент долгожителей. В первую очередь это жители японского архипелага Окинава. Они получают в каждодневной диете на 20% меньше калорий, чем жители основных островов Японии. В то же время именно среди жителей Окинавы регистрируется более высокая средняя продолжительность жизни и максимальное в мире число долгожителей (люди старше 100 лет) на каждые 100 тысяч населения [11]. «Феномен Окинавы» изучается геронтологами с разных сторон, включая генетические факторы и образ жизни. Жители этих островов в течение столетий почти не смешивались с другими этническими группами Японии. Экономическое развитие Окинавы отстает от общеяпонского, и именно это определяет более скудную диету живущих там людей. Но их диета полноценна по белкам и ценным рыбным жирам. Жители Окинавы почти не едят говядину, яйца и молочные продукты, так как на этих островах нет животноводства. Однако свинина (поступающая из США) входит в их диету.

Вторую группу людей, демонстрирующих преимущества ограниченного питания, составляют японцы, живущие на Гавайских островах в Тихом океане. Здесь уже много лет ведется сравнительное изучение корреляции между диетой и продолжительностью жизни американцев японского происхождения и белых американцев. Японцы, постоянные жители Гавайских островов, потребляют значительно меньше калорий, чем белое население, но имеют меньшую смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и большую среднюю продолжительность жизни. Среди гавайских японцев наилучшие показатели здоровья были зарегистрированы в группах, потребляющих 1 900 – 2 200 ккал в день, по сравнению с теми японцами, которые имели избыток калорий, 2 500 – 3 200 ккал в день [12]. В научной и массовой прессе появлялись сообщения о некоторых горных поселениях (на Гималаях, в Андах и на Кавказе), где люди потребляют очень мало калорий, на уровне 1 800 – 1 900 в день, но живут долго, и среди них много долгожителей. Однако в последующем эти сведения не получали подтверждения.