Вплив глікативного стресу на сон

Ешикацу ЮНЕЙ, директор дослідницького центру глікативного стресу університету Дошиша (Японія)

Масаюки ЯДІ, дослідницький центр анти-ейдж-медицини, дослідницький центр глікативного стресу, вища школа життя та медичних наук університету Дошиша (Японія)

Вакако ТАКАБЕ, дослідницький центр анти-ейдж-медицини, дослідницький центр глікативного стресу, вища школа життя та медичних наук університету Дошиша (Японія)

При детальному вивченні виявилося, що глікативний стрес провокує деструктивні процеси в організмі, бере участь у патогенезі захворювань, спричинених порушенням обміну речовин, та прискорює старіння

Старіння організму супроводжується великою кількістю різноманітних процесів та симптомів. Старіння судин, кісток, м'язів та нервових волокон викликає, відповідно, атеросклероз, остеопороз, саркопенію та хворобу Альцгеймера. Крім того, є безліч факторів ризику, пов'язаних із початком старіння, які з'являються і прогресують поступово у 30-40-річних людей і часто можуть призвести до захворювань.

Проте сукупність симптомів називається захворюванням лише за встановлення діагнозу з урахуванням діагностичних критеріїв.

Набагато краще, якщо вдасться виявити симптоми якомога раніше - у 30-40 років , щоб затримати їх прогресування і запобігти початку захворювання, ніж розпочинати лікування вже після встановлення діагнозу. Медичні установи, що практикують anti-age-терапію, рекомендують проводити обстеження для оцінки ступеня старіння організму та пов'язаних із цим факторів ризику. Ступінь вираженості процесів старіння відбивається у функціональному віці судинної, нервової, гормональної, м'язової та кісткової систем.

Фактори ризику складаються з показників психологічного, окисного, глікативного, імунного стресу та способу життя людини

Наприклад, куріння викликає оксидативний і глікативний стрес , який, відповідно, веде до розвитку атеросклерозу та цукрового діабету, а також порушення ліпідного обміну. Якщо з віком в організмі виявляються слабкі місця, без належної терапії це може призвести до функціональних порушень. Найсерйозніші ризики каскадом посилюють інші. У той час як зміцнення слабких місць та зведення нанівець найбільш значущого фактора ризику створюють необхідний баланс здоров'я .

ГЛІКАТИВНИЙ СТРЕС

Глікативний стрес – це патологічний стан, пов'язаний із надмірним утворенням редукованих цукрів (глюкози), ліпідів та різних альдегідів. Альдегід реагує з біологічними речовинами, утворюючи карбонільні групи білків та/або кінцеві продукти глікування (advanced glycation end products – AGE) . Активація чутливих до AGE рецепторів ( receptors for AGE – RAGE) запускає різні процеси, які ведуть до захворювань та деструктивних змін, пов'язаних зі старінням.

Причини глікативного стресу:

• стрибки рівня глюкози у крові;
• порушення ліпідного обміну, наприклад високий рівень тригліцеридів та ліпопротеїдів низької щільності;
• надмірне вживання алкоголю

Кожен цей фактор стимулює утворення альдегіду. У людини рівень глюкози крові натщесерце може бути в межах норми, але після їди підскакувати до 7,8 ммоль/л і вище. У ході недавніх досліджень з'ясували, що гіперглікемія після їди викликає швидке прогресування атеросклерозу та інших патологічних станів.

Стрибок рівня глюкози викликає «альдегідну іскру», яка по ланцюжку провокує утворення різних типів альдегідів: гліцеральдегід (GA), глікольальдегід, ацетальдегід (AA), 3-дезоксиглюкоза (3DG), гліоксаль (GO), GO гліоксаль (GO), метилок.

Альдегідна група (-CHO) – це високореактивні сполуки, утворення яких регулюється концентрацією субстрату, температурою та часом, і жодної участі у реакції ферментів не потрібно

Під час стрибків рівня глюкози у крові циркулюють сахариди циклічної форми. При глікації частина молекули глюкози дециклізується до відкритої лінійної форми. Альдегідна група (-СНТ) відкривається і негативно впливає на клітини. Проте швидкість реакції розкриття кільця (тобто перехід у лінійну форму) становить лише 0,002%, несприятливий ефект, званий глюкозотоксичністю , зменшується. Таким чином, ми припустили, що стрибки рівня глюкози продукують різні альдегіди з ланцюговою реакцією. Відкрита альдегідна основа у лінійній формі глюкози реагує з вуглеводними ланцюгами на поверхні білків або вільними цукрами (глюкозою, фруктозою, пентозою) у крові та тканинній рідині.

Останнім часом обговорюється зв'язок між стрибками рівня глюкози та пошкодженням ендотелію судин, що призводить до підвищеного ризику серцево-судинних захворювань.

Однак причина цього взаємозв'язку залишається незрозумілою. Реакції "альдегідних іскор", безумовно, відіграють важливу роль у патогенезі ушкодження ендотеліальної тканини, оскільки альдегіди дуже активно реагують із білком. Ми не повинні інтерпретувати стрибки рівня глюкози як фізіологічну постпрандіальну гіперглікемію.

ГЛІКАТИВНИЙ СТРЕС І ЗАХВОРЮВАННЯ, ПОВ'ЯЗАНІ ЗІ СТАРІННЯМ

Система антиоксидантного захисту людського організму протягом кількох сотень тисяч років успішно справлялася із оксидативним стресом. Однак кілька десятиліть тому глікативний стрес став загрозою для всього населення планети. Почасти це сталося через зміни в нашій дієті та зниження фізичної активності.

Людський організм надзвичайно уразливий для глікативного стресу. У популяції зростає кількість пов'язаних з ним захворювань – ожиріння, цукрового діабету та дисліпідемії.

Кінцеві продукти глікування (AGE) захоплюються рецепторами-сміттярниками на поверхні клітини (scavenger receptors), які відповідають за утилізацію відходів обмінних процесів, наприклад, денатурованого білка. Це веде до того, що ендоплазматичний ретикулум, який бере участь у синтезі та транспорті білків, ліпідів та гормонів, перебуває у стані хронічного стресу, що призводить до виснаження клітини. AGE зв'язуються з RAGE-рецептором (рецептором AGE) на поверхні клітин, клітини продукують TNF-α, IL-1, IL-6 і MCP-1-цитокіни, які викликають запальну реакцію в навколишніх тканинах. Глікація колагенових волокон шкіри призводить до зайвого натягу шкіри і появи жовтуватого відтінку. Глікація колагену кісткової тканини підвищує ризик переломів. Існує патогенетичний зв'язок між хворобою Альцгеймера та глікуванням пептиду β-амілоїду в мозковій тканині, яке спричиняє запалення в периферичних клітинах мозку та розвиток симптомів захворювання. Глікування кристаліну, з якого складається кришталик, викликає катаракту. Процеси глікації у чоловічих та жіночих статевих залозах можуть провокувати безплідність. Наведені приклади – лише мала частина руйнівних змін, спричинених глікативним стресом, що бере участь у розвитку захворювань, пов'язаних із старінням.

ЯКІСТЬ СНУ І ГЛІКАТИВНИЙ СТРЕС

Приблизно у 40% пацієнтів із цукровим діабетом, у патогенезі якого також бере участь глікативний стрес, виникають ускладнення, пов'язані з порушеннями сну. Синдром обструктивного апное , який є основним захворюванням, що веде до зниження якості сну, часто пов'язаний з ожирінням та цукровим діабетом.

Тобто існує двоспрямована кореляція між сном та вуглеводним обміном

Для зменшення глікативного стресу профілактика та лікування порушень вуглеводного обміну та порушень сну повинні проводитися паралельно. Попередні дослідження показали, що показник аутофлуоресценції шкіри (AF) (методика, що дозволяє оцінити вміст продуктів оксидативного та глікативного стресу в шкірі. – Прим. ред. ) залежить від тривалості сну і тому може використовуватися як маркер глікативного стресу. На діаграмі розподілу рівня AF залежно від віку видно, що значення аутофлуоресценції шкіри, а отже, і вміст у ній продуктів оксидативного та глікативного стресу збільшуються у людей із більш короткою тривалістю сну порівняно з людьми, які сплять довше.

У людей із достатньою тривалістю сну спостерігалося зниження рівня глікативного стресу.

Для визначення впливу якості сну на коливання рівня глюкози у крові ми спостерігали кількох добровольців. Коли досліджуваний висипався, рівень глюкози у крові після сніданку наступного ранку підвищувався незначно. Однак коли людина спала лише 3–4 години, після сніданку ми фіксували різкий стрибок глюкози в крові.

ЕФЕКТИ МЕЛАТОНІНУ

Однією з причин того, що якість сну знижується з віком, є зниження синтезу мелатоніну в організмі . Мелатонін – гормон епіфіза, який відіграє важливу роль у регулюванні циркадних ритмів.

Мелатонін має потужну антиоксидантну дію, і недавні дослідження показали, що він впливає на зниження глікативного стресу.

Дослідження мелатоніну in vitro показали, що він не пригнічує утворення AGE і не впливає на взаємодію AGE з RAGE-рецепторами. Однак виявилося, що мелатонін бореться з AGE через розщеплення α-дикетону в їхньому складі.

Постпрандіальна зміна рівня глюкози після сніданку нівелювалася у разі прийому мелатоніну перед сном напередодні дослідження.

Зазначалося, що повноцінний сон, під час якого синтезується достатня кількість мелатоніну, допомагає уникнути стрибків рівня глюкози у крові.

Мелатонін впливає на вуглеводний обмін наступним чином:

• зменшує секрецію глюкокортикоїдів у корі надниркових залоз (кортизол);
• відновлює роботу орексинів у мозку (вони впливають у тому числі і на метаболічні процеси. – Прим. ред. );
• знижує стрес ендоплазматичного ретикулуму β-клітин підшлункової залози та відновлює секрецію інсуліну.

БОРЕМОСЯ З ГЛІКАТИВНИМ СТРЕСОМ І КРАЩЕ ЯКІСТЬ СНУ

Список кроків зі зменшення глікативного стресу можна розділити на чотири групи відповідно до чотирьох стадій реакції глікування:

• уповільнити всмоктування вуглеводів та жирів – речовин, що спричинюють глікативний стрес;
• запобігти утворенню кінцевих продуктів глікування;
• стимулювати виведення кінцевих продуктів глікування;
• контролювати роботу рецепторів RAGE.

Щоб уповільнити всмоктування жирів та вуглеводів, рекомендується їсти повільно, ретельно пережовуючи їжу, починати з овочів із високим вмістом клітковини, а також пити йогурт перед їжею.

Не рекомендується вживати білий рис і свіжоспечений хліб. Для придушення утворення продуктів глікування важливо пити рідини, багаті на антиглікативні інгредієнти, – зелений чай, ройбуш, ромашковий чай і вживати різноманітні овочі та фрукти.

Недостатній та неповноцінний сон сприяє вісцеральному ожирінню та порушенню обміну жирів та вуглеводів

Ви бачите, що підвищення якості сну відіграє вирішальну роль у протистоянні глікативному стресу . Необхідно покращити умови сну (прибрати звукові та світлові подразники), розпочати прийом мелатоніну та навчитися технікам відновлення після фізичних та психологічних навантажень. Як показало наше дослідження, зручне ортопедичне ліжко не тільки забезпечує міцний сон, а й покращує метаболізм вуглеводів та ліпідів.

Мелатонін має антиоксидантну та антиглікативну дію, сприяє деградації кінцевих продуктів глікування та покращує метаболізм вуглеводів та ліпідів. Секреція мелатоніну знижується з віком, викликаючи порушення сну – труднощі із засинанням, нічні пробудження та дуже раннє ранкове пробудження.

Тому людям, які страждають на обмінні порушення, які супроводжуються зниженням якості сну, ми рекомендуємо зручно облаштувати спальне місце, почати медикаментозне лікування синдрому обструктивного апное і прийом мелатоніну.

ВИСНОВКИ

Якість сну та глікативний стрес, що прискорює та посилює процеси, пов'язані зі старінням, впливають один на одного. Зниження якості сну викликає стрибки рівня глюкози крові, а потім і "альдегідну іскру", що запускає каскад утворення альдегідів. Для більш глибокого вивчення патогенетичних механізмів зниження якості сну та способів боротьби з ним як з фактором, що впливає на прогресування цукрового діабету та вікових змін, пов'язаних з глікативним стресом, потрібні подальші дослідження.

На виконання цього дослідження було отримано грант JSPS KAKENHI №17K01880. Результати були представлені на XVI Всесвітньому конгресі з антивікової медицини в Монте-Карло (Монако).

Вперше опубліковано в ”Les Nouvelles Esthétiques Україна” №1 (113) 2019