Почему не работают диеты: белок-жиросберегатель на страже

В настоящее время  Россию, как  многие цивилизованные страны, охватила настоящая эпидемия ожирения. Ожирением страдает почти треть взрослого населения нашей страны, и эти цифры выглядят тем более странными, что число людей, систематически занимающихся физкультурой и спортом в России тоже увеличивается и достигло трети взрослого населения. Стандартная рекомендация для тех, кто хочет сбросить вес: не жрать и пойти в спорт.зал. Однако ничего не получается. Люди  ограничивают себя в питании, но жир не уходит. Люди изводят себя на тренажерах, но жир остается. Почему диеты не работают? На этот вопрос ответили  американские исследователи Университета Нью-Йорка. Они обнаружили жиро-сберегающий белок. Материал опубликован в журнале Cell Reports, это научная работа на английском языке.

Прочитайте статью до конца, и вы узнаете, почему не работают диеты,  где сидит  белок-жиросберегатель, и что делать для эффективного похудения. С вами Галина Баева и жиросберегающий белок.

Виды жира

Жировая ткань нужна для запасания энергии в форме жирных кислот. В организме человека имеется два вида жировой ткани: белая и бурая.   Белая жировая ткань выделяет жиры непосредственно в кровь, и они  обеспечивают энергией работающие клетки. Бурая жировая ткань жир сжигает, а полученная энергия рассеивается в виде тепла. Белый жир кормит организм, бурый жир – согревает. Физиологический процесс, при котором энергия рассеивается в виде тепла в ответ на стрессорное воздействие, называется «адаптивный термогенез», и зависит от работы разобщающего белка 1 (UCP1) в клетках бурого жира. В организме человека имеется как белый, так и бурый жир, но белый жир превалирует. В настоящее время доказано, что при голодании и/или холодовом воздействии белый жир «буреет», в жировой ткани увеличивается количество клеток с активным геном UCP1, который запускает адаптивный термогенез.

Как происходит сжигание жира

В ответ на стресс, симпатическая нервная система подает сигнал, и кора надпочечников выделяет адреналин, мобилизующий жирные кислоты из депо. На мембранах жировых клеток (адипоцитах) есть рецепторы – AR-B3,  которые передают сигнал в клетку.

белок-жиросжигатель на страже

Внутри жировой клетки повышается активность протеинокиназы А (PKA), которая активирует фосфорилирование, т.е. навешивание фосфорных хвостов для активирования ферментов, разрушающих жир – липаз. Гормоночувствительная липаза HSL освобождает жирные кислоты, которые могут как выделяться в кровь, так и сгорать в митохондриях, обеспечивая клетки энергией. Так работают белые жировые клетки.

В буром жире митоген-активируемая протеинкиназа р38 (MAPK) включает гены, ответственные за непосредственное окисление (сжигание) липидов прямо в клетках-адипоцитах. Гены запускают синтез  белков UCP1 и  Ppargc1α (рецептор, активирующий пролиферацию пероксисом γ (PPARγ) – коактиватор 1α).

Рецептор PPARγ находится в ядре клетки. Вместе с коактиватором 1α в ответ на стимуляцию свободными жирными кислотами, он запускает гены, индуцирующие биосинтез митохондрий и увеличение клеточного дыхания.

UCP1 – белок, находящийся на внутренней поверхности мембран митохондрий, он составляет около 10% мембранных белков митохондрий бурых жировых клеток. Его функция состоит в том, чтобы разделить окислительное фосфорилирование (производство энергетических молекул АТФ) и клеточное дыхание (окисление до конечных продуктов – воды и углекислого газа с высвобождением энергии в форме тепла, т.е. органическое сгорание жира). Именно поэтому белок называют «разобщающий». Белок UCP1 увеличивает проницаемость внутренней мембраны митохондрий, что позволяет протонам из межмембранного пространства утекать в митохондриальный матрикс, в результате производится мало АТФ, и жир сгорает с образованием тепла и конечных продуктов – воды и углекислого газа.

Виды стресса

Стресс – реакция организма на экстремальное воздействие, целью которой является преодоление данного воздействия. Стресс – реакция неспецифическая, т.е. она не различает виды экстремального воздействия, ответ организма будет одинаков вне зависимости от того, какая опасность угрожает организму: физическая: голод, холод и др. или психическая: утрата близкого и др. Стресс – реакция адаптивная, т.е. она позволяет организму справиться с экстремальным воздействием. Условно можно выделить два вида стресса (важные для дальнейшего понимания процесса жиросбережения): симпатический стресс и метаболический стресс.

Симпатический стресс – это активизация симпатической нервной системы в ответ на экстремальное воздействие. Угроза физическому существованию организма вызывает  активацию симпатической нервной системы, та воздействует на кору надпочечников, стимулируя образование гормона адреналина. Адреналин выбрасывается в кровь, вызывая множество эффектов. Для нас важно, что адреналин воздействует на β-адренергические рецепторы жировых клеток, заставляя их поставлять свободные жирные кислоты, которые являются источником энергии.

Метаболический стресс  — это выброс в кровоток свободных радикалов (активные формы кислорода) и молекул воспаления, разрушающих клетки (цитокинов) в ответ на высокое содержание катехоламинов (гормонов стресса – адреналина и норадреналина). Свободные радикалы в лице активных форм кислорода при высоком содержании в крови углеводов (глюкозы) и жиров способствуют соединению обрывков белков с углеводами. В результате образуются молекулы, которые получили название «конечные продукты гликации» (AGE).  Особенно интенсивно «конечные продукты гликации» образуются при при пиковом повышении углеводов и жиров в крови, связанных с поглощением жирной и сладкой пищи, т.е. той пищи, которая вызывает ожирение и сахарный диабет, а также, когда человек заправляется «быстрыми углеводами», нагольным сахаром в виде конфеток, тортиков и печенюшек.

«Конечные продукты гликации» являются «мусорными молекулами». Они не выполняют своих функций, ибо белок  связан с углеводом. В то же время организм не может быстро утилизировать эти молекулы, ибо углеводы мешают работе ферментов-протеаз. Среди «конечных продуктов гликации» выделяется карбоксиметиллизин (CML), конечный продукт деградации белка, он накапливается при старении и повышен при диабете.

Воспаление часто сопровождается метаболическим стрессом. При воспалении  образуются особые молекулы – алармины, сигнализирующие о повреждении клеток.  К аларминам относится высоко-мобильная группа белок 1  (HMGB1). Концентрация HMGB1 увеличивается при старении, сахарном диабете, сердечно-сосудистых заболеваниях и заболеваниях центральной нервной системе, а также при онкологии.

При аутоиммунных заболеваниях в кровь поступают особые белки S100/ кальгранулины, являющиеся показателем интенсивности аутовоспаления.

Голод, холод, интенсивная мышечная работа, заболевание, травма – это все стресс, сопровождающийся вышеописанным механизмом, когда вслед за адреналином в крови повышается концентрация белков AGE (конечные продукты гликации), а также аларминов и часто кальгранулинов. Важно также уяснить, что диета с высоким содержанием быстрых углеводов и жиров тоже повышает в крови содержание белков AGE, как при тяжелом стрессе. Почему это важно? А вот почему.

Жиросберегающий белок

Стресс, как адаптивная реакция организма должен способствовать мобилизации жира из депо для покрытия возросших энергетических нужд. Адреналин, связываясь с β-адренорецепторами, открывает жировые запасы.  Однако природа оказалась хитрее. На поверхности жировых клеток угнездился белок RAGE. Эта молекула относится к классу иммуноглобулинов, т.е. является детектором воспаления. Работу рецептора RAGE запускают молекулы метаболического стресса: конечные продукты гликации (AGE), с карбоксиметиллизином во главе, белки-алармины вместе с высоко-мобильной группой белок 1  (HMGB1) и белками S100/ кальгранулинами.

Рецепторы RAGE блокируют протеинокиназу А, в результате гормон-чувствительная липаза, а также митоген-активируемая протеинокиназа р38 (МАРК) остаются некактивными, и жировые клетки не реагируют на сигналы адреналина. Рецептор RAGE сберегают энергетические запасы организма и в присутствии молекул метаболического стресса не дает расходовать жир.

Когда человек переедает, особенно налегая на жирное и сладкое, в крови образуются белки AGE, т.е. конечные продукты гликации, которые активируют рецепторы RAGE на жировых клетках, и жир перестает сгорать. Организм реагируют на переедание, начиная сохранять энергию на «черный день», который никогда не наступит. Этот же механизм объясняет, почему трудно похудеть пожилым людям: в их организме накопились белки AGE. Надо сказать, что любой стресс, включая голодовку и активные физические упражнения, будет активировать рецепторы RAGE, соответственно тормозя жиросжигание. Жиросберегающий белок имеется как в белом, так и в буром жире, он блокирует как утилизацию жира для производства био-энергии в виде АТФ, так и сгорание жира с выделением тепла. Рецепторы RAGE стоят на страже жировых клеток.  Засада.

Американцы вывели спец-породу мышей, жировые клетки которых были лишены рецепторов RAGE. Эти мышки хавали жирно-сладкий корм и не толстели, в отличие от своих собратьев, которые на этой диете начинали, как и люди, страдать ожирением. Возможно, что среди людей тоже есть счастливчики с аналогичной мутацией в геноме, что позволяет им эффективно переводить жир в энергию, но таковых явно не большинство.

Зачем нужен жиросберегатель?

Белок-рецептор RAGE не запускается, когда все хорошо. Белок начинает работать только во время стресса, причем он реагирует на вещества, сигнализирующие о разрушении клеток. Белок RAGE объединяет два пути защитной реакции организма: воспалительный и метаболический. В ответ на воспаление, как показатель разрушения клеток организма, белок RAGE сохраняет энергетические запасы, не дает бросать их в топку для выработки тепла.

Симпатический стресс, связанный с выбросом катехоламинов – это быстрая реакция организма в ответ на угрозу. Адреналин тут же открывает ворота жировой клетки, и организм получает доступ к энергии. Метаболический стресс развивается значительно позже симпатического, но длится дольше. Продукты стрессорного метаболизма дверку в жировую клетку перекрывают, чтобы энергия не утекала, пока организм будет заниматься утилизацией мусорных белков.

Ген, кодирующий RAGE, именуемый Ager, появился около 160 млн. лет назад у плацентарных млекопитающих, входящих в надотряд Лавразиотерии, сестринской группой которых являются приматы, к которым относят человека. Предполагают, что ген Ager давал возможность защититься от голодания или перепадов температуры, подавляя адаптивный термогенез, т.е. сжигание жира с образованием тепла. В условиях недостатка ресурсов и экстремальных стрессов, эволюционный отбор способствовал выживанию организмов, которые могли сохранить энергетические запасы. Однако когда условия жизни изменились, ресурсы стали неограниченными, а отбор перестал работать, бесконтрольное накопление энергии стало скорее вредным, чем полезным.

Что делать?

Для того, чтобы эффективно расходовать жир, необходимо снизить в крови концентрацию «конечных продуктов гликации» (AGE), а это значит необходимо так построить режим питания, чтобы избегать пиковых повышений глюкозы в крови:

  • снизить потребление «быстрых углеводов» в виде нагольного сахара и его производных в виде конфет, сладких газировок и др.
  • особенно опасны в плане образования «конечных продуктов гликации» продукты, представляющие смесь быстрых углеводов с жирами: тортики, мороженки, печенюшки и др. Потребление этих продуктов также необходимо снизить до минимума
  • равномерное дробное питание через 3,5 – 4 часа, в т.ч. продуктами, содержащие «медленные углеводы» — каши, хлеб (желательно грубого помола с отрубями), макароны.
  • Избегать ненормативных перерывов в приеме пищи более 5 часов, принимать пищу до того, как появится чувство голода.
  • Уходить в голодные паузы осознанно, при высокой мотивации и с хорошим настроением
  • Физические нагрузки должны приносить радость! Избегать физического изнурения
  • Питаться вкусно и разнообразно.
  • Вводить в рацион антиоксиданты, способствующие утилизации «конечных продуктов гликации»

Понравилась статья? Оставляйте комментарии, делитесь с друзьями в соц. сетях.

 

Комментариев: 2 на “Почему не работают диеты: белок-жиросберегатель на страже

  1. Спасибо за такую полезную статью! Полностью согласна, что физические занятия должны быть, но ни в коем случае не изнурять себя. Не знала раньше, что кушать нужно до того, как появится голод, возьму себе на заметку. Ещё раз спасибо

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *