+ и другие энергетические метаболиты с антиоксидантными свойствами; и многие другие вещества – новые названия появляются в пищевых новостях чуть ли не каждый месяц. Другие группы ученых пробовали генетические модификации, которые заставляют простые организмы вроде дрожжей вырабатывать больше собственных антиоксидантных соединений, наибольшую славу из которых получили сиртуины[40]. Третьи ученые генетически модифицировали червей, чтобы те производили больше ферментов, захватывающих свободные радикалы, – антиоксидантных ферментов, – но безрезультатно. Четвертые испытывали на практике ограничение калорий, потому что в процессе сжигания калорий вырабатывается много свободных радикалов. Несмотря на то что из-за ограничения калорий могут развиться симптомы недоедания, эта идея какое-то время выглядела особенно многообещающей, потому что она сработала на мартышках, которые несколько более похожи на нас, чем дрожжи. К сожалению, оказалось, что в исследованиях по ограничению калорий на самом деле не ограничивали питание ниже потребностей животных. Ученые лишь мешали животным есть столько, сколько они хотят, что обычно приводило к перееданию и развитию диабета[41]. Иными словами, эти исследования лишь показали, что переедание вредно для здоровья – что мы и так все знали. Каждое новое направление исследований поначалу казалось многообещающим, но потом ученые все равно заходили в тупик.
Но идея, что свободные радикалы способствуют развитию болезней, которые вызывают гибель клеток и в конце концов всего организма, вполне логична и к тому же основана на солидных принципах химии и клеточной биологии. Так почему же эта отрасль не дает ожидаемых результатов? Чего им не хватает?
Ученые ставят телегу впереди лошади. Они ищут антиоксиданты, которые могут продлить нам жизнь, но наша проблема – в том, что мы употребляем в пищу все больше и больше растительных масел, а это лишает наш организм антиоксидантов и тем самым укорачивает жизнь. И ее не решить простым приемом препаратов.
В главе 1 мы видели, что растительные масла ядовиты, потому что содержат много ПНЖК. Однако прежде чем идти дальше, я должна сказать, что некоторое количество ПНЖК в еде нам необходимо (мы вернемся к этой теме – и узнаем, сколько именно таких кислот нам нужно – в главе 3). Все наши незаменимые жирные кислоты, и омега-6, и омега-3, – полиненасыщенные, и они необходимы нам из-за их витаминоподобного действия, о котором я рассказывала в введении. И, как и в случае с витаминами, если мы получаем их недостаточно много, у нас могут развиться болезни дефицита – в том числе дерматит и проблемы с пищеварением. Если у беременной женщины в организме недостаточно ПНЖК, когда зародыш развивается, могут пострадать зрение и интеллект ребенка. Каждой клетке нашего тела нужны для нормального функционирования не только витамины, но и ПНЖК.
Если вы изучали биологию в старших классах, то, возможно, помните, что каждая клетка завернута в мембрану, которая называется (что логично) клеточной мембраной. Но, скорее всего, вы не помните, что клеточные мембраны состоят из жиров, в том числе немалого числа ПНЖК. 30–40 % жирных кислот в наших клеточных мембранах – полиненасыщенные. (Остальные, соответственно, насыщенные и мононенасыщенные.)
Молекулы ПНЖК в клеточных мембранах химически идентичны молекулам ПНЖК в растительных маслах, и, собственно говоря, именно масла, которые мы едим, являются источникам большей части ПНЖК в клеточных мембранах. И кислород атакует эти ПНЖК точно так же, как и на сковородке, что должно приводить к окислению и токсичности. Но, в отличие от сковородки, в наших клетках ПНЖК защищены целым набором антиоксидантов, в первую очередь – витамином E. Витамин E – это первая линия обороны; он первый, кто «ловит» свободные радикалы в клеточных мембранах. Витамин Е эффективно блокирует окисление в самом начале, принося себя в жертву ради команды – в данном случае ради ПНЖК.
Чтобы выполнять свою работу, витамин E устраивается вдоль полосы молекул ПНЖК, где может отлавливать свободные радикалы и прогонять их со своей территории. Витамин E работает точно так же, как «кривая костяшка домино», которую я описывала в главе 1: он направляет энергию свободных радикалов в сторону от ПНЖК, находящихся в наших клеточных мембранах. Витамин E окисляется сам (приносит себя в жертву ради команды), защищая таким образом от окисления соседние молекулы ПНЖК. Но после того как витамин E гибнет, его нужно «поставить обратно в ряд» (если уж продолжать нашу метафору с домино). А чтобы поставить костяшку обратно, необходима командная работа. Вот почему прием витамина E не компенсирует употребления в пищу слишком большого количества ПНЖК. Давайте я покажу вам, что имею в виду.
Витамин E – это самый знаменитый из защищающих ПНЖК антиоксидантов: он защищает ПНЖК в клеточных мембранах и липопротеинах, которые переносят холестерин и другие жиры в кровеносной системе. Но витамин E не может справиться с работой в одиночку. Молекулы антиоксидантов на самом деле сотрудничают друг с другом, работая в командах. В команду ПНЖК также входит витамин C и другие вещества, о которых мы поговорим ниже, в том числе глутатион, сера, никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) и ряд других. Некоторые члены этой команды попадают к нам только через пищу, некоторые производятся организмом самостоятельно.
Чтобы объяснить, как это работает, придется перемешать метафоры сразу из нескольких игр. Команда играет в молекулярную версию «горячей картошки», где роль «картошки» исполняет свободный радикал. Когда витамин E ловит свободный радикал, он окисляется («костяшка домино» падает), но это для молекулы лишь временная травма. Окисление витамина E искривляет его «хвост», и он изгибается наружу, чтобы свободные радикалы не могли навредить другим ПНЖК в клеточных мембранах.
Выбравшись из клеточной мембраны, витамин E теперь может передать свой проблемный свободный радикал другим товарищам по команде. Первым на арену выходит антиоксидант витамин C. Витамин C забирает высокоэнергетический свободный радикал из витамина E, восстанавливая его от «травмы», так что его хвост выпрямляется и опускается обратно в мембрану, и витамин снова готов к поимке проблемных радикалов («костяшка домино» встает на место). Но, получив свободный радикал, витамин C теперь должен передать его другому антиоксидантному соединению. В данном случае свободный радикал перехватывает содержащая серу молекула под названием глутатион. Сера при этом обмене окисляется, и глутатион, в свою очередь, передает свои проблемы с окислением следующему веществу, НАДФ.
Каждый раз, когда антиоксиданты перебрасывают друг другу свободный радикал, его энергия немного снижается. Антиоксидантная команда дает свободному радикалу безопасно выплеснуть свою энергию – и «горячая картошка» в конечном итоге охлаждается[42].
Наш организм поддерживает эту сложную цепочку взаимодействий с помощью многочисленных ферментов, которые залечивают повреждения, нанесенные свободными радикалами. Каждый из ферментов требует своего набора питательных веществ, а также определенных условий производства и работы.
Как все вышеописанное связано с растительными маслами? Растительные масла способствуют производству куда большего числа свободных радикалов, чем насыщенные и мононенасыщенные жиры, и приема небольшого количества витаминов, скорее всего, будет недостаточно, чтобы разрешить проблему. Отчасти нам стало это известно благодаря недооцененному клиническому испытанию на людях, в котором определяли нашу потребность в витамине E. Оно называлось «Элджинским проектом».
В 1950-х и 1960-х гг. ученые из Элджинского госпиталя (Элджин, штат Иллинойс) и Медицинского колледжа Иллинойсского университета (Чикаго) провели серию исследований на пациентах, в которых проверялось воздействие употребления в пищу ПНЖК на уровень витамина E[43]. Они знали, что разброс в потреблении ПНЖК у американцев очень большой – и это зависит от того, на животном или растительном жире они готовят еду. Так что они решили проверить, нужно ли при росте потребления ПНЖК употреблять больше витамина E. Если вкратце, то ответ – да, намного больше.
Участники исследования ели продукты либо с низким содержанием ПНЖК (приготовленные на сале), либо с высоким (приготовленные на кукурузном масле). Полиненасыщенные жирные кислоты составляли около 30 % всех калорий в диете с кукурузным маслом – и всего 4 % в диете с салом, что сравнимо с рационом питания многих обществ доиндустриальной эпохи. Поначалу исследование подтвердило, что людям из группы кукурузного масла действительно нужно больше витамина E, чтобы защищать клеточные мембраны от окисления, чем людям из группы сала, – в целых три раза. Но примерно через два года диеты с высоким содержанием кукурузного масла произошло нечто неожиданное. Уровень витамина E в крови участников вдруг начал падать, несмотря на то, что они принимали столько же витамина E, сколько и раньше, а в клеточных мембранах наблюдались симптомы окислительных повреждений[44]. Это означало, что даже высоких доз витамина E уже было недостаточно, чтобы предотвратить повреждение клеток, вызванное кукурузным маслом. То, что эта проблема проявила себя лишь через несколько лет, говорит о том, что после длительной диеты с высоким содержанием ПНЖК наш организм переживает важный сдвиг. Уровень ПНЖК, скорее всего, превышает некое важное пороговое значение. После этой точки перегиба «использованный» витамин E (альфа-токоферолхинон) больше не проходит восстановительные процедуры у своих товарищей по антиоксидантной команде, так что уровни «свежего» витамина E (альфа-токоферола) падают