Циклы пролонгированного голодания (2 дня и более), между которыми имеет место хотя бы неделя нормального приема пищи, доказали свою эффективность для защиты клеток от различных токсинов, повышали чувствительность опухолей к терапии, улучшали регулирование уровней глюкозы, инсулина, инсулиноподобного фактора роста 1, активизировали аутофагию (регенерацию на клеточном уровне). Следует отметить, что пролонгированное голодание способствует снижению общей массы тела, массы печени, количества лейкоцитов в крови. Однако при возобновлении питания эти изменения запускают мощные процессы возобновления как в печени, так и в иммунной системе.
Пролонгированное голодание успешно применено в клинике при лечении ревматоидного артрита. Голодание продолжительностью 1–3 недели уменьшало симптомы этого заболевания. В том случае, если затем пациент переходил к вегетарианской диете, эффекты улучшения сохранялись. При возвращении к обычному рациону улучшение исчезало. Голодание способствовало снижению систолического артериального давления у людей со средней степенью гипертонии. Однако надо отдавать себе отчет в том, что длительное голодание (менее 200 ккал в день) может иметь негативные последствия, и его можно осуществлять только в специализированном медицинском учреждении под надзором врача.
Менее радикальным подходом является диета, положительные результаты которой схожи с голоданием. Д-р Брандхорст разработал диету, способную оказывать схожее положительное воздействие на организм (низкие уровни глюкозы и IGF-1, высокий уровень кетоновых тел), как и голодание, однако сводящую к минимуму негативные его последствия. Это 5-дневный режим, предполагающий употребление от 725 до 1090 ккал в сутки, при котором сведены к минимуму макронутриенты, при том, что микронутриенты присутствуют в необходимом количестве. Периодическое применение такой диеты способствует увеличению уровня маркеров регенерации и уменьшению выраженности маркеров диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, канцерогенеза и старения.
Четырехдневные циклы такой диеты, чередующиеся с одним днем обычного питания, в исследованиях на мышах способствовали здоровому долголетию и увеличению продолжительности жизни на 11 %. При этом наблюдалось уменьшение уровней маркеров воспаления, объем висцерального жира, а число мезенхимальных стволовых клеток, напротив, возрастало. Произошла стимуляция регенеративных процессов, когнитивных функций, омоложение иммунной системы, замедлилась утрата костной массы с возрастом, снизилась частота рака.
Основные черты такой диеты, разработанной применительно к человеку, состоят в следующем. Последние 5 дней каждого месяца (на протяжении 3 месяцев) пациенты употребляли 34–54 % калорий от обычной нормы. Диета основывалась на вегетарианских продуктах и была составлена так, чтобы быть максимально сбалансированной в отношении необходимых микронутриентов. Первый день предлагалось употребление 1090 ккал (10 % белков, 56 % жиров, 34 % углеводов), со 2-го по 5-й день употреблялось 725 ккал (9 % белков, 44 % жиров, 47 % углеводов). Авторы разработки рекомендуют использовать этот подход только под контролем врача. Особенно осторожными с голоданием следует быть в пожилом возрасте (после 65 лет), поскольку недостаток употребления белков именно в этом возрасте способствует нежелательной потере веса тела и мышечной массы.
В клинических исследованиях у двух десятков практически здоровых пациентов благодаря подобному режиму питания после окончания курса отмечалась тенденция к снижению количества висцерального жира при одновременном увеличении доли безжировой массы тела. Кроме того, прошедшим процедуру удалось снизить уровень глюкозы на 5 %, фактора роста IGF-1 на 15 % (он важен для регенерации тканей, однако его негативные свойства связаны со стимуляцией опухолевых процессов) и увеличить количество кетоновых тел в крови, одновременно уменьшив уровень маркеров воспаления. Следует отметить, что кетоновые тела – не только маркеры «сжигания» жиров. Они обладают противовоспалительными и нейропротекторными свойствами. Кроме глюкозы, они являются единственными молекулами, способными обеспечивать энергией нейроны. Благодаря этому свойству они питают нейроны, препятствуют развитию депрессии. В недавнем исследовании было показано, что один из видов кетоновых тел, бета-гидроксибутират, способен увеличивать продолжительность жизни модельным экспериментальным животным. Кстати, быстрее всего кетоновые тела образуются из среднецепочечных насыщенных жирных кислот, которыми богато масло кокоса, чем обусловлена его польза для восстановления нервной системы и противодействия депрессиям.
Еще одной разновидностью голодания является диета, при которой прием пищи за сутки ограничен определенным интервалом времени (обычно менее 12 ч) без изменения качественного или количественного состава пищи. В исследованиях на мышах ограничение употребления высокожировой пищи 8–12 ч в день не снижало уровень потребленных за день калорий, однако приводило к улучшению суточных ритмов, предотвращало или обращало вспять развитие метаболических заболеваний. Одновременно наблюдались позитивные изменения в обмене веществ, в том числе вывод избытков холестерина с желчными кислотами, активизация бурой жировой ткани, бета-окисление жирных кислот, снижение выделения свободной глюкозы печенью и угасание воспалительных процессов в белой жировой ткани. Ограниченная по времени диета улучшает сон и состояние сердечно-сосудистой системы. Пациенты с избыточным весом, которые употребляли свой дневной рацион в 10–11-часовое окно, спустя 16 недель на несколько процентов сбавили свой вес. При этом типе диеты уменьшается жировая масса тела, но не теряется мышечная масса. Голодание около 13 часов с вечера до утра уменьшает риск рака груди.
С. Симпсон с соавторами изучил влияние 25 различных диет на показатели жизнедеятельности, метаболическое здоровье и долголетие мышей. Мыши могли съесть столько, сколько они хотели, в рамках одной из диет, различающихся соотношением макронутриентов – белков, жиров и углеводов. Продолжительность жизни и состояние метаболизма оказались наибольшими в тех вариантах, где диета содержала мало белка и много углеводов. Диета, богатая белком и бедная углеводами, а также диета с низким содержанием белка и высокой жировой составляющей ухудшали состояние здоровья и длительность жизни (рис. 3).
Рис. 3. Механизмы влияния ограничительной диеты на здоровье и долголетие
В многочисленных экспериментах показано, что у грызунов ограничение белка увеличивает продолжительность жизни и уменьшает вредные проявления старения. Клинические исследования у взрослых людей среднего возраста продемонстрировали способность ограниченной по белкам диеты обеспечить здоровое долголетие. Важно отметить, что люди в возрасте старше 65 лет не чувствуют себя лучше при низкобелковой диете. Вероятно, это связано с тем, что физиологическое старение приводит к снижению всасывания аминокислот и биосинтеза собственных белков. Кроме того, чрезмерное ограничение белковой составляющей пищи (ниже 9 % от суточной калорийности диеты) может быть опасно в любом возрасте.
Исследования на модельных организмах позволили установить, что ограничение некоторых отдельных аминокислот способствует долголетию и стрессоустойчивости организма. Роль отдельных аминокислот в ускоренном старении активно изучается. Ограничение метионина способствует продлению жизни от одноклеточных дрожжей до крыс и мышей. Кроме того, ограничение метионина у мышей способствует уменьшению уровней глюкозы, инсулина, IGF-1 в крови, митохондриального окислительного стресса, ожирения. Важно понимать, что под ограничением понимается избегание избыточного потребления, ведь метионин является незаменимой аминокислотой, нехватка которой может негативно сказаться на функции печени и других органов.
Ограничение триптофана у грызунов отсрочивает образование опухолей, способствует увеличению здорового периода жизни, уменьшает проявление ишемии в поврежденных почках и печени. Поскольку триптофан – предшественник фактора бодрости серотонина, его недостаток тоже вреден и может способствовать депрессии.
Ограничение лейцина увеличивает чувствительность тканей к инсулину в экспериментах на животных. Правда, при этом не изменялась продолжительность жизни.
Белковое голодание запускает процесс частичного самопереваривания клетки (аутофагии). В результате уничтожаются поврежденные клеточные структуры (например, старые митохондрии), скопления денатурированных белков, что способствует не только высвобождению аминокислот для биосинтеза новых белков, но и замедлению старения и продлению жизни.
На протяжении более 20 лет проводились два исследования, в одном из которых (Nurses’ Health Study) наблюдали более 80 000 женщин, а в другом (‘Health Professionals’ Follow-up Study’) – более 40 000 мужчин. За этот период отмечено около 30 000 случаев смерти, 41 % из которых по причине рака и 25 % – от сердечно-сосудистых заболеваний. Оказалось, что те, кто придерживался диеты с высоким содержанием животного белка и насыщенных жиров, имел более высокий риск смертности, чем те, кто употреблял больше растительных белков, поли- и мононенасыщенных (растительных) жиров. Наибольший риск смертности обеспечивали трансжиры (содержатся в маргарине и продуктах питания с его добавлением – покупная выпечка, печенье, чипсы). Дальнейший анализ этих результатов позволил выявить вклад потребления красного мяса и молочных продуктов в развитие ишемической болезни сердца, рака толстой кишки и сахарного диабета. Еще одно исследование, в котором изучали состояние здоровья 43 396 шведских женщин, позволило установить, что увеличение на 5 г на кг массы тела от нормы потребления белка в день способствовало значительному увеличению частоты сердечно-сосудистых заболеваний.