Профессор Бен Бикман: глюкозамин и метаболическое здоровье

Источник

Сегодняшняя тема может показаться странной, поскольку я не ортопед. Если вы когда-либо сталкивались с болями в суставах или остеоартритом, вы, вероятно, слышали о добавке под названием глюкозамин. Это довольно популярное средство, которое люди принимают для улучшения здоровья суставов и облегчения болей.

Итак, что такое глюкозамин и почему его принимают? В названии глюкозамина скрыта часть его структуры. Это аминокислый сахар, который является компонентом хряща. Хрящ находится в суставах и служит амортизатором. Если хрящ поврежден, суставы начинают болеть. Иногда говорят о состоянии «кость о кость», что может указывать на проблему с хрящом. Ключевым компонентом хряща является глюкозамин.

Глюкозамин часто продается в виде добавки. Независимо от того, получают ли его из природных источников или синтетически, его принимают перорально. Обычно глюкозамин используется для облегчения болей в суставах, особенно у людей с хроническим остеоартритом. Считается, что он помогает восстанавливать хрящ и уменьшать трение в суставе, что, в свою очередь, снижает воспаление, скованность и боль, а также увеличивает подвижность.

Существует несколько форм глюкозамина, наиболее распространенные из которых — глюкозамин сульфат, глюкозамин гидрохлорид и N-ацетилглюкозамин. Однако глюкозамин сульфат является наиболее часто используемой и изучаемой формой.

Если у вас сейчас есть добавка глюкозамина в аптечке или в шкафу с добавками, скорее всего, это одна или несколько из этих форм. Теперь, когда вы знаете, что это аминокислота, давайте обсудим, как она может быть полезна. Механизм действия глюкозамина заключается в том, что он служит строительным блоком для других молекул, называемых гликозаминогликанами. Эти гликозаминогликаны являются ключевой частью матрицы хряща, представляющей собой сетевую структуру. Считается, что глюкозамин играет важную роль в этой матрице. Если у вас есть добавка глюкозамина, вы можете использовать её для восстановления хряща, способствуя образованию гликозаминогликанов.

Существуют клинические данные, показывающие умеренные улучшения в функции суставов и снижение болей в суставах при приеме глюкозамина. Однако также есть много доказательств, указывающих на то, что он неэффективен и не облегчает боль в суставах лучше, чем простой плацебо. Это можно увидеть как в клинических испытаниях, так и в мета-анализах, которые стремятся выявить ключевые результаты, такие как воспаление или облегчение боли в суставах, и объединяют данные из различных исследований в общий анализ. В основном мета-анализы показывают, что может быть некоторая умеренная помощь, но если она действительно существует по сравнению с плацебо, то она очень незначительна.

Теперь давайте перейдем к метаболизму. Хотя глюкозамин широко признан за его потенциальные преимущества для здоровья суставов, история на этом не заканчивается. Давайте обсудим некоторые метаболические эффекты глюкозамина, которые явно не являются полезными и которые следует учитывать в зависимости от индивидуальных особенностей человека, рассматривающего возможность его приема.

Как следует из названия, глюкозамин структурно похож на глюкозу. Это аминокислота, содержащая аминогруппу, как в белках, но прикрепленную к углеродному кольцу, похожему на глюкозу. Хотя он выглядит немного как глюкоза, он, конечно, отличается. Глюкоза не имеет аминогруппы.

Глюкоза не является аминокислотным сахаром, это просто сахар. Глюкозамин же представляет собой нечто среднее между ними. Интересно, что глюкозамин достаточно похож на глюкозу, чтобы использовать те же транспортные белки для проникновения в клетки. Глюкозамин — это большая молекула, и поскольку она полярная, ей трудно попасть в клетку. Ей нужен «дверной проем», который позволит ей войти. Таким «дверным проемом» являются два типа транспортёров глюкозы.

Существует много транспортёров глюкозы, в настоящее время идентифицировано около 14 или 15 различных типов. Эти транспортёры представляют собой специфические «двери» на клетках по всему организму, которые позволяют глюкозе проникать внутрь. Обычно считается, что для работы всех этих транспортёров необходим инсулин, но только один из них действительно требует инсулин для своей работы. Для остальных транспортёров инсулин не нужен.

Из множества различных транспортёров глюкозы два из них также способны перемещать глюкозамин. Первый из них — GLUT1. Это универсальный транспортёр, который встречается в клетках по всему организму, включая мозг и эритроциты. GLUT1 способен транспортировать глюкозамин, хотя он лучше справляется с транспортировкой глюкозы, так как имеет к ней более высокую аффинность.

Второй транспортёр — GLUT2. Это основной транспортёр для глюкозамина. Он особенно важен для метаболически активных тканей, таких как печень, бета-клетки поджелудочной железы, почки и кишечник. Хотя его называют транспортёром глюкозы, можно утверждать, что его следовало бы называть транспортёром глюкозамина, так как он имеет более высокую аффинность к глюкозамину, чем к глюкозе. Это означает, что глюкозамин может эффективно транспортироваться из крови в клетки с помощью GLUT2.

Теперь все это просто интересно, особенно с метаболической точки зрения. Я вернусь к метаболической значимости немного позже, когда начну говорить о некоторых клинических исследованиях, к которым хочу перейти сейчас. Давайте обсудим некоторые клинические данные, показывающие метаболические последствия использования глюкозамина. Затем мы перейдем от этих человеческих исследований.

Первое исследование было опубликовано в 2006 году. Это небольшое клиническое испытание, но оно является клиническим испытанием, что является наилучшим способом проведения исследования. В нем изучались эффекты внутривенного введения глюкозамина. Это не то же самое, что прием добавки в виде таблеток или порошка. Исследователи рассмотрели влияние инфузии глюкозамина на чувствительность к инсулину и уровень глюкозы в плазме у здоровых людей. Участники были в целом здоровыми, но среди них были и те, у кого была семейная история диабета 2 типа.

Хотя сами испытуемые не имели признаков диабета 2 типа, исследователи изучили их семейную историю и смогли идентифицировать людей без семейной предрасположенности, а также тех, у кого был родитель с диабетом 2 типа. У людей с первой степенью родства с диабетом 2 типа можно говорить о генетической предрасположенности к этому заболеванию. Это важно, поскольку станет темой многих из исследований, которые мы рассмотрим, сосредоточившись на людях с семейной историей диабета 2 типа.

Теперь, что же они обнаружили в этом первом исследовании? Они изучили влияние глюкозамина на чувствительность к инсулину.

Участники, получавшие высокую дозу глюкозамина, показали увеличение уровня глюкозы в крови и заметное снижение чувствительности к инсулину. Таким образом, у них развилась инсулинорезистентность и гипергликемия. Однако, как я уже упоминал, у людей с семейной историей диабета эффект был значительно сильнее по сравнению с теми, у кого такой истории не было. Это говорит о том, что люди с предрасположенностью к инсулинорезистентности могут быть более чувствительны к метаболическим последствиям глюкозамина, особенно к его влиянию на инсулинорезистентность и уровень глюкозы в крови.

В другом исследовании, опубликованном в 2007 году, участники принимали глюкозамин перорально, что более физиологично. Они использовали стандартную дозу глюкозамина — полтора грамма, что является нормальным количеством. Исследование проводилось в течение шести недель на избыточно весомых и ожиревших участниках, у которых, вероятно, были метаболические проблемы. Измеряли уровень глюкозы натощак и проводили тест на инсулинорезистентность, известный как HOMA.

Что они обнаружили? У большинства участников не было никаких изменений: через шесть недель не было эффекта на уровень плазменной глюкозы или инсулинорезистентность. Однако у подгруппы участников, у которых уже была обнаружена инсулинорезистентность, уровень глюкозы натощак увеличился. Эти участники имели более высокий HOMA-индекс, что указывает на инсулинорезистентность, и у них наблюдался гипергликемический эффект от приема глюкозамина.

Еще одно исследование, также опубликованное в 2007 году, было рандомизированным, двойным слепым, контролируемым плацебо исследованием — золотым стандартом. В нем изучали влияние как глюкозамина, так и его сочетания с хондроитинсульфатом на чувствительность к инсулину у людей с остеоартритом. Участникам снова давали нормальную пероральную дозу — полтора грамма в день. Это исследование длилось три месяца, что вдвое больше, чем предыдущее.

Уровни глюкозы натощак и чувствительность к инсулину были измерены в начале исследования и в конце. Что они обнаружили? Значительных изменений в уровнях глюкозы натощак или чувствительности к инсулину у большинства участников не наблюдалось, что предполагает, что глюкозамин в этих дозах не нарушал уровень глюкозы. Однако была небольшая подгруппа с некоторой степенью инсулинорезистентности, у которой наблюдалось незначительное, но значимое увеличение уровней глюкозы натощак. Таким образом, у некоторых людей был зафиксирован гипергликемический ответ.

Исследования, которые я показывал, почти 20 лет назад. Чтобы вы не думали, что исследования в этой области прекратились, я хотел бы завершить обзор исследований несколькими последними, опубликованными в 2024 году. Первое из них — клиническое испытание, снова исследующее краткосрочные эффекты низкодозового применения, с результатами, измеряющими чувствительность к инсулину и уровни глюкозы в крови. Участники представляли собой разнообразную группу, в целом здоровых людей, включая тех, кто имел предшествующую инсулинорезистентность или был с избыточным весом. Результаты показали, что краткосрочное использование глюкозамина оказало минимальное влияние на уровни глюкозы в крови у здоровых участников. Однако у людей с метаболическими нарушениями, такими как инсулинорезистентность или избыточный вес, наблюдались увеличения.

Это снова клиническое испытание, исследующее краткосрочные эффекты низкодозового применения, с результатами, измеряющими чувствительность к инсулину и уровни глюкозы в крови. Это снова предполагает, что глюкозамин может усугублять существующие метаболические проблемы.

Последнее исследование, опубликованное в 2024 году, является уникальным, так как это было наблюдательное исследование. Оно не включало прямое вмешательство, а просто следило за людьми и собирало ответы на анкеты. Исследование показало, что у людей, принимающих глюкозамин и имеющих метаболическое здоровье, не было длительных или долгосрочных эффектов. Однако у тех, кто имел семейную историю диабета второго типа или предрасположенность к инсулинорезистентности, снова наблюдалось увеличение уровней глюкозы.

Общий вывод из всех этих исследований заключается в том, что метаболическое воздействие зависит от исходного метаболического здоровья. Это лишь некоторые из исследований, и их можно было бы привести гораздо больше, но все они следуют одной теме. Теперь давайте поговорим о механизме. Давайте углубимся в то, что происходит, когда глюкозамин попадает в клетку, будь то через GLUT1 или GLUT2.

Почему это происходит сейчас? Это связано с метаболическим эффектом, который наблюдается у людей с некоторой степенью инсулинорезистентности, и ситуация ухудшается у тех, у кого уже есть небольшая ее степень. У этих же людей наблюдается повышение уровня глюкозы в крови, что приводит к постоянному росту уровня глюкозы натощак.

Чтобы понять механизм, необходимо упомянуть процесс в клетке, называемый гексозаминовым биосинтетическим путем. Что такое гексозаминовый биосинтетический путь? Это считается довольно незначительным путем. Обычно, когда речь идет о поступлении глюкозы в клетку, мы думаем о том, что клетка использует глюкозу через процесс гликолиза, где глюкоза расщепляется для получения энергии или преобразуется в более простую молекулу для превращения в жир или гликоген. Однако существует незначительный путь, по которому до 2-5% глюкозы, поступающей в клетку, отклоняется от гликолиза и направляется в гексозаминовый путь.

Какова цель гексозамина? Он предназначен для производства молекулы, известной как UDP-N-ацетилглюкозамин, часто сокращаемой до UDP-глюкозамина. Это ключевая молекула в клетке, играющая множество ролей. Однако, когда уровень UDP-глюкозамина повышается, нормальная и здоровая часть клетки может стать потенциально вредной, поскольку известно, что UDP-глюкозамин может связываться с белками, участвующими в инсулиновом сигнале, и нарушать их работу.

В частности, он может связываться с двумя наиболее критическими белками на начальных и конечных этапах пути. Когда инсулин связывается со своим рецептором, следующим шагом будет активация белков, известных как субстраты инсулинового рецептора (IRS). UDP-глюкозамин связывается с IRS-1 и блокирует его работу. Таким образом, даже если инсулин связывается с рецептором, активация IRS-1 может быть остановлена UDP-глюкозамином.

Даже если блокировка IRS-1 не происходит, после его активации наступает ряд событий, которые приводят к активации другого белка, известного как AKT (иногда называемого протеинкиназой B). AKT является необходимым событием активации на более позднем этапе, и даже если UDP-глюкозамин не блокирует IRS-1, он может помешать активации AKT, что является критической точкой в инсулиновом сигнале.

Чем больше глюкозамина попадает в клетку, тем больше его количество может увеличить производство. То, что раньше было незначительным вкладом глюкозы в производство UDP-глюкозы, теперь, с поступлением большого количества глюкозамина, может значительно повысить уровень UDP-глюкозы. Это, в свою очередь, нарушает сигнальный путь инсулина, блокируя IRS-1 и AKT, что приводит к инсулинорезистентности и её последствиям, включая хронические неинфекционные заболевания.

Одним из немедленных эффектов этого процесса будет увеличение уровня глюкозы в крови. Если вы блокируете сигнал инсулина, это затрудняет открытие других транспортёров глюкозы, особенно GLUT4, который является доминирующим транспортёром. Если в клетку поступает больше глюкозамина, увеличивается производство UDP-глюкозы, что приводит к большему нарушению сигнального пути инсулина.

Печень играет важную роль в усвоении глюкозы и её хранении. Если её способность блокируется, UDP-глюкоза может мешать инсулину удерживать глюкозу в виде гликогена. При снижении сигнала инсулина уменьшается ингибирование распада гликогена, который является запасной формой глюкозы. Если печень становится инсулинорезистентной из-за избытка глюкозамина, она не получает сигнал от инсулина удерживать гликоген и начинает распадать его, высвобождая глюкозу в кровь. Это, конечно, приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Это хорошо известная последовательность событий: глюкозамин превращается в UDP-глюкозу, что нарушает сигнальный путь инсулина. Однако я хотел бы предложить ещё одну гипотезу, хотя у меня нет значительных доказательств для её поддержки. Учитывая, что глюкозамин конкурирует за транспорт в клетки через транспортёры глюкозы, такие как GLUT1 и GLUT2, мне интересно, не создаёт ли приём большого количества глюкозамина проблему, когда он конкурирует с глюкозой.

Особенно в печени, где есть глюкоза, а не только в печени. Это касается печени, почек, поджелудочной железы и кишечника. Все эти органы представляют собой большие ткани с большим потенциалом влияния на усвоение глюкозы. Если у вас много глюкозамина, он может блокировать глюкозные транспортеры, и в результате глюкоза не может поступать в клетки. Это может объяснять, почему уровень глюкозы в крови повышается — вы препятствуете усвоению глюкозы клетками. Это более спекулятивное утверждение, но оно имеет смысл.

Что это значит для вас, если вы принимаете глюкозамин? Во-первых, важно понимать ограничения в выводах. Если вы принимаете глюкозамин и считаете, что он помогает, будьте честны с собой: это может быть просто плацебо. Существуют значительные доказательства, и, по моему мнению, они указывают на то, что глюкозамин не улучшает здоровье суставов. Тем не менее, я знаю людей, которые принимают его и клянутся в его эффективности, и я бы посоветовал им продолжать. Особенно если эти люди очень метаболически здоровы.

Если у вас есть метаболические проблемы, такие как диабет 2 типа или инсулинорезистентность, или если у вас есть семейная история диабета 2 типа, вы находитесь в группе повышенного риска. В этом случае, возможно, не стоит принимать глюкозамин. Если же вы метаболически здоровы и не имеете этих проблем, то можете его принимать — это не навредит, даже если не поможет.

Если вы принимаете глюкозамин для здоровья суставов, стоит учитывать, что существуют и другие факторы, влияющие на суставы, такие как улучшение инсулиновой чувствительности. В своей книге я описываю, почему мы болеем, и у меня есть целый раздел, посвященный инсулиновой резистентности. Уровень мочевой кислоты также может усугублять проблемы с суставами, вызывая воспаление. Улучшение инсулиновой чувствительности и снижение уровня мочевой кислоты — это эффективные способы уменьшения болей в суставах.

В заключение, существует двойственная природа глюкозамина. Он может быть эффективным, но это не означает, что он обязательно поможет всем.

Глюкозамин может вызывать некоторые боли в суставах, но важно учитывать его потенциальное метаболическое воздействие, особенно для людей с инсулинорезистентностью или семейной историей диабета. Как и все добавки, глюкозамин не является окончательным решением. Необходимо понимать свои риски и быть честным в оценке пользы от глюкозамина. Я не даю никаких советов в этом отношении.

Даже в тех исследованиях, которые показывают статистически значимый и, на мой взгляд, значимый эффект, этот эффект всегда будет временным. Если вы заметили, что уровень глюкозы в крови постоянно повышается, и вы принимаете глюкозамин, стоит попробовать исключить его из рациона и посмотреть, поможет ли это снизить уровень глюкозы. Это будет стимулом, и если он действительно оказывает влияние, вы сможете быстро решить эту проблему.

Учитывая популярность добавок с глюкозамином, надеюсь, что эта лекция была полезной и познавательной. Если вы знаете кого-то, кто принимает глюкозамин, обязательно поделитесь этой информацией с ним. Спасибо, что присоединились ко мне на лекции сегодня. И до следующего раза помните: больше знаний — лучшее здоровье.