Я профессор Бен Бикман, биомедицинский ученый и профессор клеточной биологии. Спасибо, что присоединились ко мне сегодня. В этой лекции мы обсудим явление, известное как анаболическая резистентность. Эта тема вызывает все больший интерес, и это оправдано, поскольку она в основном связана с процессом старения. Одно из многих, что нас ожидает с возрастом, — это анаболическая резистентность.
Давайте определим, что это такое. Это поможет нам лучше понять, почему эта идея становится все более популярной для обсуждения. Анаболическая резистентность относится к снижению способности мышц синтезировать белок, то есть создавать и удерживать белок в ответ на анаболические стимулы. К таким стимулам относятся потребление качественных источников белка или аминокислот, а также силовые тренировки. Оба этих фактора являются анаболическими стимулами, которые сигнализируют мышечной ткани о необходимости роста.
Рост мышц включает два аспекта: необходим стимул и структура, способствующая этому росту. Также важно, чтобы внутри мышечных клеток происходили сигналы, которые удерживают мышечные белки на месте, предотвращая их разрушение. Метаболизм — это сочетание двух биохимических процессов: анаболических реакций и катаболических процессов, то есть разрушения того, что было построено. Мы говорим о нарушении анаболических процессов с возрастом.
Это явление наблюдается у пожилых людей, а также у людей с определенными хроническими заболеваниями. В результате этого происходит снижение мышечной массы и функции мышц с течением времени. В предыдущем Метаболическом Классе мы говорили о саркопеническом ожирении, которое представляет собой одновременное снижение мышечной массы (саркопения) и увеличение жировой массы (ожирение). Хотя это не основная тема нашего обсуждения, мы упоминаем тот же термин — саркопения. Люди теряют мышечную массу с возрастом, и часть этого процесса является следствием анаболической резистентности. Мышцы не получают сигнал с той же точностью, как раньше. Ранее мышцы четко воспринимали сигналы организма.
И мы поговорим о некоторых из этих стимулов подробнее. Мышцы очень хорошо реагировали на эти сигналы, но те времена давно прошли. С возрастом мышцы становятся немного «глухими». Теперь, когда сигнал пытается сообщить мышцам, что им нужно расти и производить больше белка или проходить анаболические реакции, мышцы просто не совсем понимают сообщение.
Почему это важно? Это не просто вопрос эго, чтобы иметь мышцы. Это не потому, что мы все немного неуверенные, средневозрастные, веснушчатые, лысые мужчины, которые хотят иметь хоть какие-то мышцы, чтобы чувствовать себя лучше. На самом деле, у мышц есть гораздо большее значение, чем просто хорошо выглядеть в одежде.
Давайте на мгновение оценим влияние мышц на здоровье. Очевидно, что мышцы обеспечивают физическую активность и независимость в повседневной жизни. Потеря мышечной массы напрямую связана с хрупкостью, снижением физической способности и повышенным риском падений и переломов. Все это, конечно, приводит к тому, что вы становитесь более зависимыми от других людей.
Подумайте о падениях и переломах. Если кто-то спотыкается, молодой человек может упасть, но он способен быстро среагировать, схватиться за что-то и замедлить свое падение, предотвращая более серьезные травмы. Пожилой человек, спотыкаясь, также инстинктивно выставляет руки, но их мышцы не способны генерировать достаточную силу, чтобы замедлить падение, и они падают на землю, что делает перелом более вероятным.
С потерей мышечной массы также теряется независимость в повседневной жизни из-за снижения способности двигаться и выполнять ежедневные функции. Кроме того, потеря мышц наносит серьезный удар по нашему метаболическому здоровью. Склетная мышца, в которой мы говорим, играет ключевую роль в метаболической регуляции, включая метаболизм глюкозы и чувствительность к инсулину. Мы уже говорили о том, как мышцы являются основным потребителем глюкозы.
Часто имеется радиатор, который может рассеивать и поглощать тепло, генерируемое устройством внутри организма. Мы называем мышцы «глюкозным резервуаром». Они поглощают глюкозу. Этот «резервуар» не следует путать с раковиной и краном. Глюкозный резервуар — это то, что действительно может впитывать глюкозу. Мышцы являются отличными потребителями глюкозы. Чем больше у вас мышечной массы, тем больше глюкозы вы можете усваивать. Это позволяет быстрее корректировать уровень глюкозы в крови и поддерживать его в норме. При более частой коррекции уровня глюкозы, конечно, снижаются уровни гликации и инсулина, что помогает организму стать более чувствительным к инсулину.
Еще одной причиной потери мышечной массы является необходимость поддерживать адекватный уровень мышц и избегать анаболической резистентности. Это тема нашей лекции. Следующий логический шаг — это значительные доказательства, касающиеся долголетия и здоровья. Эти понятия не совсем одинаковы: долголетие — это продолжительность жизни, а здоровье — это то, как долго вы будете жить здоровым, независимым и функционировать так, как хотите. Мышечная масса является очень сильным предиктором этого. Исследования показывают, что с увеличением мышечной массы качество жизни в пожилом возрасте улучшается. Заболеваемость снижается, и у нас гораздо больше шансов просто дожить до старости благодаря мышцам. Напротив, чем меньше мышечной массы, тем выше вероятность смерти. Многочисленные корреляционные исследования подтверждают, что большее количество мышц связано с большей продолжительностью жизни, особенно если у вас больше мышечной массы в среднем возрасте.
Если вы были очень мускулистыми в 20 лет, но к 40 годам потеряли эту массу, вы не получите этих преимуществ. Однако если в 20 лет у вас было недостаточно мышц, но к среднему возрасту вы компенсировали это, то вы соответствуете этой формуле. Большая мышечная масса в среднем возрасте является хорошим предиктором долголетия. Существуют некоторые смешивающие факторы. Обычно привычки, которые вы формируете в конце 40-х, чтобы поддерживать или наращивать мышечную массу, становятся глубоко укоренившимися, и вы, как правило, продолжаете их придерживаться. Я признаю, что здесь могут быть некоторые смешивающие переменные, но это не меняет значительной и важной корреляции.
Несколько исследований подтверждают, что мышечная масса является отличным предиктором долгой, здоровой и независимой жизни. Теперь давайте рассмотрим, что нарушает этот процесс. Каковы причины и факторы, способствующие анаболической резистентности?
Существуют возрастные факторы, такие как изменения гормонов и очевидное снижение физической активности. С возрастом люди становятся более малоподвижными, и их повседневная активность сводится к тому, чтобы пройти от припаркованного автомобиля до офиса и обратно. Это, безусловно, важный аспект.
Также важны и питательные факторы. Потребление белка становится недостаточным, а качество общего рациона оставляет желать лучшего. Кроме того, существуют экологические факторы, включая сидячий образ жизни, который также связан с возрастом. Чем старше мы становимся, тем менее активными мы становимся. Хронические заболевания, такие как ожирение, также играют роль, хотя не всегда их можно считать болезнями. Тем не менее, метаболические последствия, такие как инсулинорезистентность, имеют значение. Инсулинорезистентность является важным аспектом анаболической резистентности, возникающей с возрастом, поскольку инсулин является значимым анаболическим сигналом для всех клеток, особенно для мышечных.
Теперь давайте обсудим некоторые другие факторы, включая биохимическую сигнализацию и внутриклеточные процессы. Что происходит в мышечных клетках, что делает их нечувствительными к анаболическим сигналам, которые призывают к росту мышц? Одним из наиболее значимых сигналов является путь mTORC1.
mTORC1 — это комплекс белков в мышечной клетке и многих других клетках, который играет центральную роль в регуляции синтеза мышечного белка. У пожилых людей активация mTORC1 в ответ на такие факторы, как силовые тренировки и потребление белка, значительно снижается. Все эти факторы вместе способствуют ухудшению функционирования организма.
Мне нужно добавить, что он также снижается в ответ на инсулин. Инсулин активирует mTORC1 как анаболический сигнал, и этот сигнал также снижается. Чтобы мышцы действительно активно наращивали белок и строили эти белки из аминокислот, mTORC1 должен быть активирован. Однако есть некоторые другие внутриклеточные сигналы, которые блокируют это, и мы не будем углубляться в это, чтобы не затягивать разговор.
Таким образом, mTORC1 должен быть активирован. С возрастом и инсулинорезистентностью сигнал не доходит до своей цели. Обычно что-то происходит на уровне мышц. Мы имеем события клеточной сигнализации, которые мы называем путями или каскадами, как водопад. Это движение приближается к активации mTORC1, но что-то блокирует этот сигнал.
Когда я определяю mTORC1, его полное название — механистическая мишень рапамицина комплекс 1, и вы слышите слово «рапамицин». Я хочу сделать небольшое отступление, потому что это тема, о которой я чувствую себя довольно уверенно, и это будет отдельной темой для лекции в будущем. Вы можете услышать это название белкового комплекса и слово «рапамицин». Это препарат, который стал довольно популярным, и мне любопытно, почему он так популярен, поскольку его упоминают люди, которые называют себя гуру долголетия. Я намеренно использую это слово с некоторой иронией, потому что те, кто говорит о долголетии и строит на этом свой бренд, основывают свою платформу на спекулятивной науке.
Это, в лучшем случае, исследования на животных, а если это исследования на людях, то они в основном корреляционные. В конце концов, вы не можете проводить исследования долголетия на людях, потому что не можете следить за группой людей на протяжении всей их жизни. Проблемы с этим очевидны, и я не буду на этом останавливаться. У меня нет большого уважения к людям, которые утверждают, что разгадали секреты долголетия. Я просто не думаю, что это возможно, и это в основном основано на спекуляциях, что мне не нравится как ученому.
Теперь вернемся к рапамицину. Это один из тех препаратов, которые пропагандируют гуру долголетия, утверждая, что вам нужно принимать рапамицин. У меня есть серьезные опасения по поводу использования рапамицина в таком контексте. Одно из них очевидно и, к моему черному юмору, иронично, что те же люди, которые выступают за использование рапамицина для продления жизни на основе исследований на животных, также выступают за физические упражнения и поддержание мышечной массы. Так вот, что происходит с мышечной массой, если используется рапамицин? Рапамицин ингибирует mTOR.
Таким образом, вы напрямую блокируете или, по крайней мере, ослабляете способность организма наращивать мышечную массу. Вы вызываете анаболическую резистентность. Это и есть основная тема нашего разговора. Рапамицин действительно является хорошим способом помогать анаболической резистентности. Но даже независимо от этого, существуют серьезные опасения, особенно для мужчин, одно из которых — ухудшение функции яичек. Функция яичек нарушается в отношении сперматогенеза. Исследование Lou и др. 2017 года показало, что сперматогенез подавляется при ингибировании пути mTOR с помощью рапамицина.
Некоторые из вас могут сказать: «Ну, мне не нужны сперматозоиды, потому что я не собираюсь заводить семью. Я старше, эти дни позади». Однако вам все равно важен уровень тестостерона, который также оказывается под угрозой. Исследование Ha и др. 2013 года показало, что длительное использование рапамицина связано со структурными повреждениями яичек, включая снижение уровня тестостерона. Разве это не интересно? Таким образом, человек может принимать рапамицин и, в конечном итоге, для продления жизни начать терапию заместительной терапии тестостероном, не потому что его яички не функционируют, а потому что он повредил их или, по крайней мере, предотвратил выработку необходимого уровня тестостерона.
Еще одно исследование, Oh и др. 1996 года, показало, что рапамицин может ингибировать метаболизм глюкозы, что потенциально способствует инсулинорезистентности. Если мышцы становятся инсулинорезистентными, вы теряете один из анаболических сигналов, что еще больше способствует анаболической резистентности.
Теперь достаточно отклонений от темы рапамицина. Мы вернемся к этому вопросу в будущем, но я уже выразил свои сомнения по этому поводу. Это будет темой будущего метаболического класса.
Теперь давайте немного подробнее поговорим о биохимии. Я не хочу пока оставлять эту тему. Мы знаем, что активация mTORC1 является необходимым анаболическим сигналом в мышцах. Действительно, это анаболический сигнал для всех клеток, но нас в первую очередь интересуют мышцы. Давайте обсудим, как он активируется. Что его активирует? Как он реагирует?
Первая идея — это сенсорное восприятие питательных веществ. mTORC1 активируется в ответ на аминокислоты. Однако не все аминокислоты одинаково важны для активации mTORC1. В частности, лейцин является ключевой аминокислотой для активации mTOR.
Аминокислоты, такие как лейцин, способствуют активности mTORC1, что, в свою очередь, стимулирует синтез мышечного белка. При поступлении этих аминокислот начинается процесс связывания их вместе для создания внутримышечных белков. По мере построения белков увеличивается размер и объем мышечной клетки, что не только способствует росту мышц (гипертрофии), но и улучшает их функциональность. Чем больше мышечная клетка, тем больше силы она может производить, что позволяет человеку генерировать больше силы и вести здоровую независимую жизнь.
Кроме аминокислотных сигналов, таких как лейцин, существуют и гормональные сигналы. mTORC1 также регулируется эндокринными факторами роста, такими как соматомедины или инсулиноподобные факторы роста (IGF), особенно IGF-1. IGF-1 действительно способствует анаболическим реакциям, как и инсулин. Эти гормоны, IGF-1 и инсулин, также стимулируют mTORC1.
При анаболической резистентности оба этих сигнала могут быть нарушены. Существует не только резистентность к инсулину или IGF-1, когда mTORC1 не активируется в ответ на эти стимулы, как это было раньше, но и активация mTORC1 при поступлении аминокислот, особенно лейцина, также снижается.
Важно понимать, что анаболическая резистентность — это явление, происходящее в мышцах. Хотя я упомяну кишечник в контексте некоторых стратегий, это не проблема переваривания белка. Это не кишечная проблема. Хотя мы можем использовать кишечник, это не будет способствовать борьбе с анаболической резистентностью. Это явление, происходящее в мышцах.
Я уже упоминал о последствиях анаболической резистентности, но кратко повторю, чтобы понять, почему мы уделяем этому время. У нас есть саркопения — потеря мышечной массы, функциональный упадок, который с ней связан, и потеря свободы, что приводит к большей зависимости от других, что является как личным, так и экономическим бременем. Также наблюдается метаболическая дисрегуляция из-за потери главного потребителя глюкозы в организме, что облегчает набор веса и способствует развитию инсулинорезистентности. Последствия этого, в частности, увеличение риска практически всех хронических заболеваний. Мы видим, что с потерей мышечной массы риск хронических заболеваний возрастает, а продолжительность жизни сокращается. Все это — последствия.
И, возможно, в заключение стоит отметить, что психическое здоровье также страдает. Когда человек испытывает постоянное снижение своей свободы делать то, что он хочет, это, конечно, вызывает значительную степень разочарования, депрессии, тревоги и в целом негативный, более пессимистичный взгляд на жизнь и мир, что имеет свои последствия.
Теперь, с учетом всего этого пессимизма, вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Бен, дай мне хорошие новости. Что мы можем с этим сделать?» К счастью, это стало такой актуальной темой, что есть хорошие новости: с этим можно бороться. Некоторые из того, что я сейчас скажу, возможно, основаны на работах двух настоящих авторитетов в этой области исследований — доктора Стью Филлипса и доктора Люка Ван Луна. Оба они внесли значительный вклад не только в выявление анаболической резистентности, но и в разработку стратегий для борьбы с ней.
Итак, первое, на что стоит обратить внимание, это два аспекта: диета и физические упражнения. Первый аспект сосредоточен на потреблении белка. Одна из трагедий современного образа жизни — это почти страх перед белком. Если это не страх, то это ошибочное отвращение к диетическому белку, когда многие люди с возрастом думают: «Я не занимаюсь спортом, у меня не так много мышц, как в колледже, значит, мне не нужно столько белка». К сожалению, это мнение может усиливаться множеством абсурдных слухов. Люди могут слышать, что белок вреден и вызывает рак. Какой же это нелепый и смехотворный взгляд, но, увы, он имеет свои сторонники. Это мнение ошибочно и основано на несуразных данных. Любой, кто придерживается этого взгляда, может ожидать, что будет терять мышечную массу гораздо раньше и жить в жалком состоянии.
Мы должны бросить вызов этому мнению. И, что удивительно, чем старше мы становимся, тем больше белка нам нужно. Это связано с тем, что пожилые люди, как правило, требуют больше диетического белка для стимуляции синтеза мышечного белка по сравнению с молодыми людьми. Рекомендация по потреблению белка для пожилых людей составляет примерно 1,5 грамма белка на килограмм массы тела в день, что выше, чем необходимо молодым людям. Например, 60-летнему человеку нужно больше белка, чем 20-летнему, потому что сигнал не работает так эффективно.
Один из способов улучшить восприятие этого сигнала — увеличить его громкость. В данном контексте это означает, что если количество аминокислот в крови недостаточно, это не позволит контролировать синтез мышечного белка.
Теперь я думаю, что есть более точные способы увидеть и понять разницу между синтезом белка в жировой и мышечной ткани. Цель, которую мы должны создать сегодня, заключается в том, чтобы осознать, что это автоматическое изменение в способности мозга производить синтез мышечного белка. Если вы это сделаете, это приведет к драматическому сдвигу. Именно поэтому мы сегодня, я думаю, крайне взволнованы.
Доктор Джастин Марчегани: Верно.Еще раз подчеркну: одно из преимуществ белков животного происхождения заключается не только в том, что вы уверены, что получаете все необходимые аминокислоты, но и в том, что вы получаете их с жиром, потому что в природе нет изолированного белка. Он всегда, буквально всегда, идет с жиром.
Доктор Эндрю Рассел: Животные продукты абсолютно лучшие. Мясо, рыба, яйца, молочные продукты — это лучшее, что есть. В них есть все необходимое, они богаты лейцином. Я бы добавил, что они также содержат жир, потому что жир улучшает не только переваривание белка, но и, по крайней мере, у молодых здоровых людей, было показано, что он также увеличивает синтез мышечного белка по сравнению с белком без жира.
Это не значит, что нет места для некоторых растительных белков. Я бы особенно подчеркнул это в свете метаболического урока на прошлой неделе, особенно если растительный белок прошел определенную степень ферментации. Это может включать, например, сою. Некоторые соевые белки подвергались ферментации. Но, в любом случае, если это гороховый белок, который прошел ферментацию и был очищен, то он будет лучшим вариантом, чем просто растительный белок.
Теперь, последний момент: работа Чёрч Уорда Венни и др. в 2016 году. Мы предоставим ссылку. Потребление белка после силовых тренировок у пожилых людей было особенно эффективным временем для синтеза мышечного белка. У пожилых людей было установлено, что потребление около 40 граммов белка после тренировки может быть необходимым для достижения оптимального синтеза мышечного белка.
Работа Люка Ван Луна показала, что то, что мы раньше считали верхним пределом — 40 или 50 граммов белка — это не так. Похоже, что между этими значениями есть разница. Я думаю, что это действительно важный момент. Таким образом, похоже, что нет верхнего предела.
Я не могу не задаться вопросом, в этом хорошем исследовании 2016 года, если бы они увеличили дозу еще больше, не нашли бы они еще более значительные результаты? Я подозреваю, что да. Так что давайте скажем, что вместо того, чтобы сосредотачиваться только на 40 граммах, ешьте столько белка, сколько вам нужно или хочется, и это будет хорошее время для его употребления после тренировки.
Как я уже упоминал, вам действительно стоит сосредоточиться на продуктах, богатых лейцином. В семье разветвленных аминокислот лейцин является основным стимулом. Некоторые люди интерпретируют это так, что другие две разветвленные аминокислоты не нужны. Однако доктор Ван Лун, хотя я не знаю, упоминал ли он это в публикации, в разговоре со мной сказал, что хотя другие две разветвленные аминокислоты не стимулируют анаболическое сигнализирование, как активация mTORC1, они все равно полезны как строительные блоки. Мне очень понравилось, как он это сформулировал. Дело в том, что сказать мышце, чтобы она строила белок, — это одно, а иметь строительные блоки для его создания — совершенно другое. Лейцин можно рассматривать как строительный блок и как усилитель сигнала. Другие две из трех разветвленных аминокислот аналогичны. Хотя лейцин является строительным блоком, это не значит, что аминокислоты не имеют значения. Они будут использоваться как строительные блоки очень эффективно. Поэтому сосредоточьтесь на продуктах, богатых лейцином, которые, как правило, включают все животные белки и некоторые растительные белки.
Теперь вторым компонентом этого является, конечно, физическая активность. К сожалению, недостаточно просто сидеть в комнате, смотря «Jeopardy», потягивая протеиновый коктейль. Да, вы можете получать правильные аминокислоты, но вам все равно нужно быть осторожным с количеством потребляемого белка. Если вы принимаете протеиновый коктейль, вам все равно нужен стимул от самой тренировки. Доктор Стю Филлипс действительно внес значительный вклад в эту область, и его работы я хотел бы упомянуть, потому что они очень хорошо выполнены. Он и его группа исследовали, как различные протоколы упражнений влияют на синтез мышечного белка у пожилых людей. В общем, они пришли к выводу, что важнее всего — это достижение отказа. В то время как молодые люди могут поднимать гораздо более тяжелые веса и чувствовать себя комфортно с ними, они устают за меньшее количество повторений.
Возможно, они поднимали такой тяжелый вес, что достигли мышечной недостаточности на восьмом повторении. Однако с возрастом мы не хотим работать с такими тяжелыми весами, так как больше беспокоимся о травмах. Возможно, сустав уже поврежден, и мы не хотим его перегружать. Поэтому, как показало исследование доктора Филлипса, если использовать более легкий вес, например, четверть от того, что поднимали молодые люди, то можно добиться хороших результатов.
Если молодой человек поднимал вес в четыре раза больше и не смог выполнить восемь повторений, то при использовании четверти этого веса он сможет выполнить 32 повторения. Это не так важно. Главное, чтобы человек продолжал до усталости. Это и есть основной стимул. Какой бы ни была силовая тренировка, нужно доводить себя до усталости. Если это означает, что вы используете более легкий вес и выполняете больше повторений, это нормально. Работа доктора Филлипса показала, что это все равно достаточно для максимального синтеза мышечного белка, даже у пожилых людей.
Я очень рад этому. Я выступаю за физическую активность, особенно за силовые тренировки. Если у вас ограниченное время и ресурсы, и нужно выбрать между аэробными упражнениями и силовыми, я всегда рекомендую выбирать силовые.
