VFP #007. Недостатки кетогенных диет?

Тема текущего подкаста — недостатки кетогенных диет. Хотя вышел гимн глюкозе

2:50 — мифы о вреде кето;

13:30 — гликолитические клетки и микробиота;

26:30 — рост катехоламинов и симпатический тонус;

42:28 — pH и фильтрация метаболических кислоты;

54:30 — рост билирубина и возможные проблемы с ЖКТ;

59:10 — метформино-подобный эффект кето;

1:11:30 — финальный флейм; фертильность, митохондрии, динитрофенол и митохондриальные яды

 

Презентация на Google.Drive — можно скачать, удобно на смарфоне, работают ссылки;

Презентация на SpeakeDeck — чуть удобнее смотреть, чем на Google, но ссылки не работают;

 

P.S. 

Подкаст, который вы сейчас услышите вызвал массу негативной реакции в кето-сообществе. А именно:

  • к тем, кто делился моими публикациями — набегали кето-адепты, которые уверяли, что я «под препаратами», что я давно забанен в кето-группах (забанили после выхода подкаста), что я из обиды сделал «тонкую дезу», что со мной переписывались и я всем их это сказал;
  • меня несколько раз просили снять подкаст;
  • при попытке опубликовать этот покаст в кето-группе люди получали сообщения, что у меня много непроверенной информации о функции мозга (ЛОЛ);
  • админы кето-группы не осудили действия миньонов, забанили меня в группе;
  • мне вменяли в вину, что от отвращаю неофитов от кето;
  • админы кето-группы простят транскрипт для беседы — хм, я до этого несколько раз говорил, что мне это не совсем удобно + все тезисы со ссылками есть в презентации + я уверен, что в транскрипции они будут придираться к мелочам, говоря какие они умные и где я соврал.

Еда — новая религия. К сожалению все причастные из кето-сообщества показали себя с отвратительной стороны. Когда я писал о пользе кето — они делились моими статьями, как только я взвешенно прокомментировал риски кето (что тоже необходимо делать) — я получил ушат грязи;

Поделиться:

ApoA5, дефицит VLDL и отложения эктопического жира

ApoA5 – это аполипопротеин A5, белок, важный для липидного обмена в организме.

На текущий момент существуют различные генетические скрининги «липидного обмена», где можно получить глубокие инсайты о нюансах липидного метаболизма конкретного человека.

Как пример панели генов, которые исследуются на известные полиморфизмы:

  • ApoA2;
  • ApoA5;
  • ApoE;
  • FABP2;
  • ApoA1;
  • Aco-C3;
  • CD36;
  • LPL;
  • LDLR;
  • CEPT

Генетическая панель может различаться от лаборатории к лаборатории.

Нюанс, на который я хочу обратить ваше внимание, это расшифровка генетического анализа.

Генетические тесты почти всегда дают интересные инсайты о метаболизме и патофизиологии. Проблема скорее в понимании генетики врачом и готовности в нее глубоко зарываться, обычно этого не делают.

Как пример – рассмотрим ApoA5

Типичное генетическое описание ApoA5 будет заключаться в способности этого гена влиять на уровень триглицеридов в крови. И рекомендация – больше омега-3 – дельная, но недостаточная. Постараюсь показать почему.

ApoA5

С ApoA5 есть 2 основные теории [1]:

  1. ApoA5 усиливает катаболизм богатых триглицеридами липопротеинов;
  2. ApoA5 замедляет скорость «производства» VLDL, транспортного белка для наших липидов, также ApoA5 снижает количество хиломикронов (вместе с VLDL из основных транспортных липопротеинов, отвечающих за доставку липидов в ткани).

2-ая теория куда больше для нас информативна в реальной жизни, если мы добавим клиническую картину. В первую очередь непереносимость тех или иных жировых кислот, например, насыщенных. Например, из мяса.

ApoA5 и аккумуляция эктопических липидов

При понижении VLDL и хиломикронов (перенесения жировых кислот в ткани) могут расти запасы эктопических жиров.

Эктопические жиры – это запас жиров вне жировой ткани, в гепатоцитах, миоцитах, кардиомиоцитах. Гибкий источник топлива.

При дисфункции VLDL у нас будет нарушаться баланс поступления и отправки липидов. Что может привести к отложениям эктопического жира:

Нечувствительности к инсулину. Эктопический жир будет мешать фосфорилировать (активировать) IRS-1 (рецепторы инсулина).

Что даем нам слабость мышц, нарушения синтеза клеток за счет подавления пути Akt/PKB, стимулирующего клеточный рост и пролиферацию.

Тут же хронически повышенная креатинфосфокиназа (Akt/PKB же подавлен).

Тут же риск сердечно-сосудистных заболеваний. Тут же митохондриальная дисфункция, за счет сниженного окисления жиров в целом.

Урон почкам тоже может быть последствием отложения эктопических жиров [2] в следствие дефекта VLDL и нарушения баланса поступления/отправки жиров.

Примечательно, что этого же можно добавиться, просто переедая фруктозы.

Что делать?

Стоит ли стимулировать Akt/PKB – вопрос открытый, так как оверэкспрессия Akt – она из хрестоматийных driver мутаций в опухолях (как злокачественных, таки доброкачественных), например, аденома предстательной железы;

Стоит ли стимулировать синтез VLDL [4] (скорее всего это будет гормонально) – тоже вопрос;

Общие рекомендации:

  • действительно много омега-3 (от 2 грамм ЭПК в день); омега-3 способствуют повышению чувствительности клеток инсулину;
  • периодически УЗИ почек, проверка скорости клубочковой фильтрации, Creatinine-to-BUN ratio, электролитов;
  • отслеживание ИМТ, количества скелетно-мышечной массы, креатинфосфокиназы;
  • диета на основе морепродуктов, рыбы, яиц (sn-2 позиция ПНЖК в липидах); идеальная еда – устрицы и другие морепродукты;
  • без мяса, птицы, молочки;
  • кето-диета вряд ли будет разумна;
  • необходимо адресовать атерогенность, улучшить снабжение мозга питательными веществами

Также атерогенности могут способствовать другие полиморфизмы липидного обмена. Например, ApoC3 [3].

И нам так или иначе придется адресовать атерогенность и усилить питание мозга разными полезностями:

  • Омега-3;
  • Убихинол;
  • L-аргинин;
  • L-таурин;
  • К2 в больших дозировках.

Как самые безопасные варианты.

Источники:

  1. The Paradox of ApoA5 Modulation of Triglycerides: Evidences from Clinical and Basic Research;
  2. Ectopic lipid accumulation: A potential cause for metabolic disturbances and a contributor to the alteration of kidney function;
  3. The emerging role of apolipoprotein C-III: beyond effects on triglyceride metabolism;
  4. Regulation of VLDL synthesis and secretion in the liver.
Поделиться:

Кверцетин и ресвератрол — эффективное комбо

Кверцетин и ресвератрол — комбо, активирующее ось SIRT1 > PGC-1α (окислительный метаболизм, жиросжигание) и AMPK (аутофагия).

Пару недель назад мне пришло в голову совместить это комбо. За неделю я скинул пару килограмм, никак не меняя диету. Затем я нашел, что по этой теме есть исследования. Приятно, что мой мозг начинает работать как надо, может сам складывать 2+2 и выдавать рабочие решения.

Ранее я писал про ось SIRT1 > PGC-1α и про миметики физической нагрузки. Тема миметков физической нагрузки и активации оси SIRT1 > PGC-1α важна не только для «лежачих больных», но и для людей с ожирением. Интенсивные физические нагрузки для людей с ожирением могут быть не только неполезны, но и крайне вредны. Поиск способов похудания и активации окислительного метаболизма без диеты — важная точка приложения научных усилий. В частности огромный фокус сейчас идет на прекурсорах NAD+.

Меня давно занимать ресвератрол, но в исследованиях его требовалось обычно довольно МНОГО. Например, в этом исследовании ресвератрола на резус-макаках они употребляли 480 мг ресвератрола в день в течение двух лет. При весе в 5-7 кг это 80-100 мг на 1 кг веса. Что 6,4-8 грамм ресвератрола в день для человека весом 80 кг.

Кверцетин также известен тем, что склоняет ткани к оксительному метаболизму.

Кверцетин и ресвератрол. Исследования

Anti-Diabetic Effect of Cotreatment with Quercetin and Resveratrol in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats

Комбо улучшало липидный профиль (↓триглицериды, ↓LDL, ↑HDL, ↓ общий_холестерин) у крыс, у которых диабет был вызван стрептозоцином (токсичное для бета-клеток поджелудочной вещество). При этом различные параметры гомеостаза (в том числе глюкозы были в норме): глюкоза, инсулин, глюкоза-6-фосфат, pH, уровень лактата, anion gap, ферменты печени, креатин, мочевина, супероксид дисмутаза и глутатион. В общем и целом прекрасный результат.

Combination treatment with quercetin and resveratrol attenuates high fat diet-induced obesity and associated inflammation in rats via the AMPKα1/SIRT1 signaling pathway

Кроме нормализации веса на фоне комбо кверцетин и ресвератрол, активацией ими сиртуина 1 и AMPK и выше описанных эффектов, тут были иммуннологические тесты. Видим нормализацию ФНОα, IL-6, адипонектина, инсулина итд.

Кверцетин и ресвератрол

 The combination of resveratrol and quercetin enhances the individual effects of these molecules on triacylglycerol metabolism in white adipose tissue

В дополнении к эффекту жиросжигания был интересный эффект, которого не было у этих полифенолов по отдельности. Комбо подавляло ацетил-КоА карбокслазу и тригицерид липазу живой ткани (adipose tissue triglyceride lipase). Ацетил-КоА карбоксилаза катализирует реакцию карбоксилирвоания ацетил-КоА до малонил-КоА — это первая реакция синтеза жиров из ацетил-КоА (который диет в цикл Кребса, а при избытке превращается в жиры). В общем наше комбо подавляет синтез жира,

Кверцетин и ресвератрол. Риски

Перед принятием этого комбо необходимо оценить общее состояние печени и нагруженность искомых ферментов печени лекарствами и ксенобиотиками из диеты.

Кверцетин и ресвератрол, которые употреблял я

Это месячный курс.

Выводы

  • Комбо кверцетин и ресвератрол активирует ось SIRT1 > PGC-1α и AMPK;
  • Благодаря этому данное комбо хороший инструмент для улучшение метаболического профиля людей с сахарным диабетом 2-го типа, ожирением, метаболическим синдромом и предиабетом;
  • Снижение про-воспалительных цитокинов в том числе накладывающих определнную «ношу» на фукнцию мозга — тоже хорошо (мне очень нравится неточное, но броское определение, что ожирение — воспалительная болезнь мозга);
  • Кето и голодание активируют ось NAD+ > SIRT1 > PGC-1α и AMPK; Возможна синтергия кето и вышеупомянутого комбо;
  • Так как эти полифенолы подавляют ферменты некоторые P450, надо понимать функцию печени и взвешенно подходить к комбинации курса этих молекул с лекарствами и другими ксенобиотиками.
Поделиться:

Фототерапия, митохондрии и мозг

Фототерапия, митохондрия и мозг

Фототерапия или биофотомодуляция или low level laser therapy (LLLT) – это терапия красными и ближними инфракрасными (БИК) спектрами света. Альтернативный и неинвазивный способ вмешательства в свое здоровье. Тема огромная, поэтому она будет в виде тезисов.

Чего-то антинаучного фототерапия из себя не представляет. Львиная часть публикаций ниже – команда Майкла Хэмблина из профильной лаборатории Гарварда/МТИ. Одна из самых необычных статей (про модуляции БИК структуры воды в митохондриях) напечатана в Nature [8], самом престижном в Мире научном журнале.

Фотобиология. База

Настоятельно рекомендую к просмотру лекции Александра Вунша [1, 2]. Тут в доступной форме вы услышите про роль света в биологии. Почему и как наши белки реагирует на спектры солнечного света.

Фототерапия. Технические моменты

Красный и ближний инфракрасный спектр лучше всего проникают в кожу.

  • В митохондриях есть фотодетекторы, белки реагирующие на определенные спектры света [7];
  • БИК свет (810 нм и 910 нм) проникают в мозг (тест на кадавре) до 3 см [4];
  • При этом даже при блокировке света шапочкой из фольги (в буквальном смысле, не шутка), эффекты терапии получаются системными [4];

Для меня это говорит о том, что мы (или даже лично я) пока не понимаем, как сигналы из фоторецепторов кожи передаются в митохондрии. Я лишь фиксирую то, что системный эффект есть. А почему это так – буду со временем спрашивать у компетентных биофизиков. Некоторые инсайты можно получить в китайском исследовании по доставке БИК света до белков клеток [8].

Несмотря на то, что лишь от 0,45% до 2,9% БИК излучения проникает на 3 см в скальп, череп, ткани мозги – мы можем говорить о системном воздействии на митохондрии и клетки тканей (те же нейроны).

Фототерапия имеет бифазный эффект, тем самым следуя правилу Арндта-Шульца [Arndt-Schultz law].

Принцип Арндта-Шульца:

  • небольшое количество стимулирует и дает положительный эффект;
  • большое количество подавляет и имеет негативный эффект;
  • чрезмерное количество смертельно.

Этот принципе применим, как видите, не только к лекарствам, но к свету. Количество кДж интересующиеся могут посмотреть в работах Хэмблина [7 и другие].

Фототерапия и митохондрии

Активация цитохром С (цэ) оксидазы (комплекса IV)

Пожалуй, самый известный эффект фототерапии. Под действием УФ-излучения и в принципе оксид азота NO проникает в цитохром цэ оксидазу, ковалентно связываясь (прочно) с железо-содержащими гемами и медью, и в итоге мешая работе дыхательной цепи переноса электронов [4, 5, 6, 7].

Фототерапия ближним инфракрасным светом высвобождает оксид азота NO из комплекса IV, цитохром С оксидазы, тем самым улучшая эффективность дыхательной цепи переноса электронов. Высвобождение NO в тканях также может иметь ряд положительных эффектов (сосудорасширяющих).

Увеличение скорости вращения АТФ-синтазы

Фототерапия БИК-спектром снижает вязкость воды, тем самым увеличивая скорость вращения АТФ-синтазы и выработку АТФ в целом [8].

TRP-рецепторы и высвобождение кальция

Transient receptor potential – это супер-семья рецепторов, куда входят ионные каналы. БИК излучение открывает кальциевые каналы. Точно механизм пока не ясен, но предположительно БИК спектр воздействует на воды в ионных каналах, что приводит к их открытию.

Снижение оксидативного стресса

Фотобиомодуляция активирует супероксиддисмутазу, снижает количество реактивных видов кислорода [7]. Технически там более сложная схема. Из серии генерация ROS – активация антиоксидативных транскрипторных факторов (странно, что Nrf2 еще не исследовали в этом плане) – подавление уровня ROS. Но как я писал в самом начале, эффект бифазный. Фотобиомодуляция может создать и слишком много реактивных видов кислорода.

Другие эффекты [7]

Активация гипоксичного транскрипторного фактора (HIF-1α). Напрашивается синергия с гипоксичной терапии для снижения митохондриальной гетероплазмии (количества подвержденных митохондрий).

Активация PGC-1α и PPARγ, что говорит о возможности влиять на липидный и гликолитический метаболизм.

Активация Akt, mTOR и снижение апоптоза клеток.

Хэмблин предполагал синергию биофотомодуляции с физическими нагрузками для роста митохондрий [7]. Но это находится вне сегодняшней заметки.

Фототерапия и неврологические расстройства

Основные эффекты БИК-фототерапии:

  • Увеличение выработки АТФ;
  • Нейрогенез и синапсогенез (BDNF, NGF);
  • Снижение воспаления (меньше IL-1β, чуть менее однозначно с TNFα, меньше IL-6, больше противовоспалительного TGF-β1;
  • Снижение апоптоза нейронов;
  • Ангиогенез и улучшение микроциркуляции;
  • Снижение эксайтотоксичности;
  • [предположительно] улучшают проникновение мезенхимальных стволовых клеток (MSCs) в мозг, что способствует очистке от β-амилоидных бляшек.

Фототерапия

Инсульты и черепно-мозговые травмы

Все вышеперечисленные эффекты положительно влияют на острые и хронические последствия инсульта и черепно-мозговых травм.

Фототерапия 630 нм и 830 нм (красный и БИК) в течение 10 минут за лоб (13,3 Дж/см2) улучшало время продуктивной работы за компьютером с 30 до 3 часов (после черепно-мозговой травмы) [4].

Болезнь Альцгеймера

В добавок в АТФ и митохондриях, увеличивался уровень c-fos белка [4]. Это непрямой маркер активности нейронов. Больше нейронной активности – больше c-fos. Применительно к болезни Альцгеймера это конечно же хорошо.

Порадовали на этот поприще и отечественные исследователи [10]. Они умело показали, что внутривенная фототерапия красным лазером была эффективнее мемантина или ривастигмина (стандартных фармакологических опций). В группе с фототерапией было заметное улучшение симптоматики и микроциркуляции, которое длилось 1-7 лет после терапии.

Фототерапия может рассматриваться как способ усилить когнитивную функцию.

Остальное

  • С болезнью Паркиноса одно исследование, где у пациентов улучшился Visual Analog Scale [4];
  • Применение LED 810 нм на лоб улучшало симптомы тревоги и депрессии;
  • Ноотропный эффект за счет вышеописанных эффектов;
  • Улучшение скоринга аберрантного поведения у больных аутизмом [13];

Помимо неврологии

Фототерапия в дерматологии

  • Утренний пре-кондишенинг БИК светом снижает урон кожи полуденными УФ-лучами (отсюда любители утренних солнечных ванн);
  • Снижение фотостарения;
  • Возможность как подавить, так и активировать MMP-1 (коллагеназа, разлагающая коллаген кожи) [11];
  • Потенциально положительные эффекты для проблемной кожи (прыщи, псориаз). У нас и иммуномодулирующий эффект, не забывайте;
  • Более быстрое заживление ожогов, шрамов, келоидных рубцов [12];
  • Возможное приминение при витилиго и депегментации [12];

Свет и тело

  • Снижение хронических мышечных болей [14, 15];
  • Улучшение восстановления после физических нагрузок [16]

Фототерапия и болезнь Хашимото

830 нм в лечение 5 недель улучшали микроциркуляцию паренхимы щитовидной железы и снижали про-воспалительные цитокины [17, 18]. Микроциркуляция паренхимы — скорее непрямой маркер улучшения симптомов аутоиммунного тиреоидита.

Еще много чего, если зарыться.

Фототерапия. Практика и устройства

Опций много. На нужны излучения красного спектра (635-700 нм) и ближнего инфракрасного спектра (в исследованиях обычно 800-1000 нм) в одном источник света.

Бюджетный вариант – Alibaba.com. Лампа красного и БИК спектра. Вариант А. Если я правильно понял, до 15 долларов США за 1 штуку;

Zepter. Medolight. Относительно дорогая швейцарско-польская игрушка за 300 евро. 640 нм и 880 нм, возможность пульсирующего света. Мощность до 1,6 Дж/см2

На amazon.com много подобных игрушек.

Личный опыт

Использую медолайт от Zepter. Беру их программу и модифицирую под себя.

Пока у меня:

  • 10 минут на область лобка (простата, профилактика, забота о втором сердце мужчины);
  • 10 минут на тестикулы (гипотеза о повышенном стероидогенезе клеток Лейдига);
  • реже 10 минут на лоб и на закрытые веки (глаза, восстановление головы);
  • еще реже душ на ночь в свете Медолайта.

Повышенный стероидогенез вроде бы есть. Точно пойму с тестами на больших промежутках времени. Душевые с красным и БИК светом хорошо восстанавливают (если потом сразу спать, без включения синего света).

Выводов не будет. Фототерапия – потенциально очень интересная вещь. В том числе синергичная с терапиями, диетами итд. Буду продолжать пробовать тестировать.

На это я сейчас смотрю как на элементарную по затратам интервенцию. Вроде очков блю-блокеров за 9 долларов. Улучшить качество жизни за 10-15 долларов (+ самодисциплина) – это очень неплохо, как мне кажется.

Источники:

  1. Living Photons — How Light Controls Matter;
  2. How natural & artificial light is impacting human’s endocrine system & hormones;
  3. Александр Вунш. Вводная лекция по фотоэндокринологии
  4. Shining light on the head: Photobiomodulation for brain disorders;
  5. Biphasic Dose Response in Low Level Light Therapy;
  6. MECHANISMS OF LOW LEVEL LIGHT THERAPY;
  7. Mechanisms and Mitochondrial Redox Signaling in Photobiomodulation;
  8. Near-Infrared Light Activation of Proteins Inside Living Cells Enabled by Carbon Nanotube-Mediated Intracellular Delivery;
  9. Light Effect on Water Viscosity: Implication for ATP Biosynthesis;
  10. Dementia and Cognitive Impairment Reduction after Laser Transcatheter Treatment of Alzheimer’s Disease;
  11. Infrared and skin: Friend or foe;
  12. Low-level laser (light) therapy (LLLT) in skin: stimulating, healing, restoring;
  13. Effects of Low-Level Laser Therapy in Autism Spectrum Disorder;
  14. Low-level laser therapy as a treatment for chronic pain;
  15. The Use of Low Level Laser Therapy (LLLT) For Musculoskeletal Pain;
  16. Low-level laser (light) therapy (LLLT) on muscle tissue: performance, fatigue and repair benefited by the power of light;
  17. Assessment of the Effects of Low-Level Laser Therapy on the Thyroid Vascularization of Patients with Autoimmune Hypothyroidism by Color Doppler Ultrasound;
  18. Low-level laser therapy in chronic autoimmune thyroiditis: a pilot study

 

Поделиться:

Энтропия, биохимия и эффект Оже

Энтропия – мера необратимого рассеивания энергии. Обычно эта концепция завязывается на идеи о порядке/хаосе и фундаментальных свойствах материи. С одной стороны, Шрёдингер в книге «Что есть жизнь?» подводил к тому, что жизнь – это способность противостоять энтропии (моя сильно упрощенная интерпретация). То есть в его интерпретации жизнь – умение противостоять хаосу.

Говард Блуд в своей книге «The God Problem: How a Godless Cosmos Creates» умело аргументировал, что самоорганизация в сложные структуры является неотъемлемой характеристикой самой материи.

Дело в том, что методология научного познания происходит из общей философии. И даже такие вещи как философское понимание термина энтропия влияют на нашу интерпретацию наблюдаемых процессов.

Энтропия в биохимии

энтропия

Энтропия в том числе определяет дельту свободных энергий Гиббса. Отрицательная ∆G – говорит о том, что свободная энергия конечных продуктов реакции будет ниже свободной энергии изначальных реактантов, что делает эту реакцию выгодной. Даже если хотите, термодинамически выгодной. Отрицательная ∆G еще не гарантирует спонтанного протекания реакции (как обещают на рисунке выше). Но это уже другая история.

Энтропия в этой формуле и представления о нем как о хаосе может привести к непониманию ряда концепций.

Энтропия и гидрофобный эффект

Гидрофобный эффект – это агрегация в воде неполяризованных (гидрофобных) молекул с уменьшением общей площади контакта с водой и выталкиванием воды из гидрофобной сердцевины образования.

Энтропия как концепция хаоса и рассеянной энергии «поплыла» для меня на гидрофобном эффекте. Поляризованные молекулы могут взаимодействовать с водой (которая диполь), зачастую усиливая дипольный момент воды. Но это очень динамическая структура. Агрегация молекул жира в воде никак в моей голове не связывалась с ростом хаоса в системе. Скорее система теряла в динамике и от этого в общей энергии.

При этом гидрофобный эффект обладает отрицательной ∆G как раз за счет энтропии. Мне помогали это (а затем и агрегацию гидрофобной части белков) понять фразой lowest energy state. Но это мало что объясняет, это скорее просто пересказ формулы свободной энергии Гиббса. Термодинамические выгодная реакция так или иначе двигается в сторону меньшего количество свободной энергии. Со временем в голову пришла следующая мысль

Энтропия – это фундаментальное свойство материи, суть которого в том, что материя принимает состояние, где дальнейшее рассеивание энергии будет наименьшим.

Такой взгляд на проблему позволил мне объединить в своей голове и общей филосфоский взгляд и биохимический. Хотя с точки зрения философии мне ближе Блум, чем Шредингер. Самоупорядочивание до состояние минимально возможного в заданных условиях рассеивания энергии вряд ли может считаться хаосом. И такое понимание не противоречит и факту наличия «темной материи» и «темной энергии».

Энтропия и эффект Оже (Auger Effect)

Мое субъективное понимание этой концепции позволяет мне самому себе объяснять энтропию и в физических эффектах.

Разогнанный электрон (или фотон, что интереснее) может «выбить» электрон из нижних подуровней атома;

В дальнейшем может быть два события:

  • Электрон с верхнего подуровня займет вакантную нишу, спустивший на подуровень ниже (что как раз объясняется энтропией и переходом в более низкой энергетическое состояние);
  • Энергия выкинет из атома электрон с верхнего подуровня «на свободу»

Эффект Оже в биологических системах может быть интересен возможностью целенаправленно уничтожать ДНК за счет дестабилизации деоксирибозы. Очевидная область применения эффекта Оже – борьба с раковыми опухолями.

Поделиться:

Окситоцин. Состояние как после секса за 30 рублей

Окситоцин – это нейропептид, синтезирующийся супраоптическими и паравентикулярными ядрами гипоталамуса выделяемый задней долью гипофиза.

Нейротрансмиттеры реабсорбируются, а нейропептиды секретируются, чтобы оказать прямое действие, а затем и посредством своих метаболитов.

Окситоцин – огромная тема, которой я уделю лишь частичное внимание и больше сконцентрируюсь на аспекте практического применения.

У нас в стране этот гормон выделяется для стимулирования родовой деятельности и лактации [1]. Я буду в дальнейшем говорить об интраназальном применении. В такой форме побочные эффекты не обнаружены (или не изучены, как угодно). За исключением, разве что, подозрения на связь гинекомастии и окситоцина при хроническом применении [2].

Окситоцин и психика

Исследования давно отмечают важность окситоцина в различных видах социального поведения: от эмпатии [3] до моногамии [4].

Окситоцин снижает уровень кортизола и уровень субъетивно воспринимаемого стресса [5].

Повышает уровень доверия в отношениях [6, 7].

Окситоцин и аутизм

Если ряд направлений, где окситоцин может быть полезен:

  • Навыки социального взаимодействия;
  • Повторяющееся поведение;
  • Эмпатия и распознание эмоций.

Текущие данные исследований несколько непоследовательны: часть говорят о бонусах, часть об их отсутствии [8].

Учитывая короткое время действия нейропептида (около полутора часов) не очень ясно, как «пшики» утром и вечером должны улучшить симптомы. По идее применение окситоцина должно быть вместе с какой-то поведенческой терапией, где цель окситоцина — усилить эффект этой терапии.

У части людей с аутизмом есть генетические дефекты выработки окситоцина [9]. Рискну предположить, что окситоцин мог бы быть очень полезным для эти людей, не будь у него такой короткий срок действия.

Окситоцин и шизофрения

Кроме самостоятельного действия, окситоцин взаимодействует с нейротрансмиттерными системами дофамина, глутамата и серотонина [10]. Частично приводя к эффектам антипсихотиков.

Проблема шизофрении в том, что фармакологически мы кое-как умеем работать с позитивными симптомами болезни (галлюцинации, бред, скачущие мысли итд), но негативным симптомам шизофрении (апатия, ухудшенная социализация, когнитивные нарушения итд) уделяется куда меньше времени. И окситоцин улучшал ситуацию с часть негативных симптомов [10].

Проблема дальнейших исследований видится мне в необходимости монотерапии, чтобы точно определиться с эффектами.

Окситоцин и расстройства настроений

Связь с этиологий депрессий и улучшением симптомов есть [11]. Я хочу заметить, что вижу окситоцин отличным инструментом психологической консультации. Особенно когда депрессии вызваны, не нейрологическими проблемами, а жизненными ситуациями. Например, разводом.

В этом ключе окситоцин может быть ценным помощником психолога (в идеале трансперсонального), который может пациенту быстрее переосмыслить свой травматичный опыт и правильным образом его воспринять.

Также есть исследования о помощи при тревожных расстройствах, ОКР, расстройствах личностей [4].

Окситоцин и метаболизм

окситоцин

При всей наглядности картинки не все так однозначно [12].

Окситоцин пытаются активно исследовать в расстройствах пищевого поведения и ожирении [13]. Принято считать, что окситоцин делает еду менее важной [14].

Окситоцин и рак

Исследователи [15] дают богатый и глубокий полет мысли. Увязывая как известные эффекты: усиление анаболического действия эстрогена, актвация протеин киназы А и повышение уровня цАМФ итд. До роли эмоциональной притупленности как надежных предикторов некоторых онкологических проблем.

На окситоцине и сексе, думаю, внимания заострять не надо.

Личный опыт

В США продаются спреи 11-24 МЕ. В Россию их напрямую не отсылают.

Но у нас есть ампулы окситоцина. 5 ампул по 5 МЕ стоят 30 рублей. И их даже как есть можно принимать интраназально (смотрите инструкцию).

Остается лишь взять спрей для носа (пустой из дорожного набора) или любой самый дешевый спрей из аптеки с морской водой или чем-то еще куда мене нужным, чем окситоцин.

В первый раз я употребил 5 МЕ в каждую ноздрю вместе с другом. Прямо из ампул, сильно занюхивая. Можно смотреть и свои эффект, и наблюдать за другим человеком.

Эффекты: легкое чувство опьянения, приятная расслабленность, большей включенности в происходящее нет, но происходящее воспринимается с большим позитивом. Сложно говорить на сексуальные нотки в мужской компании. Но пару раз я ловил себя на мысле, что несколько прохожих девушек меня интересовали больше, чем это было бы уместно.

Эффект длился примерно 1,5 часа. Состояние в целом я могу описать как легкую пьянящую негу. Можно сравнить с состоянием после хорошего секса.

На интеллектуальную работу это никак не провоцировало, само собой.

У меня сложилось впечатление, что отличная вещь для социализации и для поведенческих терапий. В сексе не пробовал)

  1. https://www.rlsnet.ru/mnn_index_id_1056.htm
  2. Oxytocin and Gynecomastia: Correlation or Causality?
  3. The role of oxytocin in empathy to the pain of conflictual out-group members among patients with schizophrenia
  4. The role of oxytocin in psychiatric disorders: a review of biological and therapeutic research findings
  5. Social support and oxytocin interact to suppress cortisol and subjective responses to psychosocial stress
  6. Oxytocin increases trust in humans
  7. A sniff of trust: meta-analysis of the effects of intranasal oxytocin administration on face recognition, trust to in-group, and trust to out-group
  8. Oxytocin and Autism Spectrum Disorders
  9. Genomic and epigenetic evidence for oxytocin receptor deficiency in autism
  10. Potential of Oxytocin in the Treatment of Schizophrenia
  11. Oxytocin and Major Depressive Disorder: Experimental and Clinical Evidence for Links to Aetiology and Possible Treatment
  12. Two Birds with One Stone: Possible Dual-Role of Oxytocin in the Treatment of Diabetes and Osteoporosis
  13. Oxytocin and potential benefits for obesity treatment
  14. Oxytocin reduces reward-driven food intake in humans
  15. Oxytocin has therapeutic effects on cancer, a hypothesis
Поделиться:

Гипер-гипо кислородная терапия не увеличивает число митохондрий!

Гипер-гипо кислородная терапия не приводит к росту количества митохондрий. К этой терапии надо добавлять что-то, что приводит к росту митохондрий.
 
Немного формальной логики
Митохондрия позволила приручить нам окислительный метаболизм. Эта органелла тесно связана с кислородом.
При недостатке кислорода она будет хиреть, терять «дыхательную» функцию.
 
«HIF-1α (гипоксичный транскрипторный фактор) опосредованное подавление MYC и PGC-1 приводит к снижению митохондриального биогенеза»
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcell.2015.00042/full
 
Гипербарическая оксигенация позволяет снижать количество митохондрий с подавленной окислительной функцией (что само по себе важно). Кето делает тоже самое. Поэтому это комбо и использует для лечения некоторых видов рака.
 
Биогенез митохондрий вызывается повышенной энергетической потребностью ткани.
Поэтому больше всего митохондрий в сердце, которое работает постоянно. Относительно мало МТ, допустим, в коже.
Энергостанция появляется там, где есть потребность в большем количестве энергии.
Нужны митохондрии в адипоцитах — закаливаемся, в миоцитах — специфичным образом тренируемся, в нейронах — заставляет эти участки работать. И всегда можно прибегнуть к допингу в виде PQQ.
 
Гипоксичная адаптация хорошо нам известна по плавцам и ныряльщика, вот часть ее эффектов:
— гипоксическая адаптация (ГА) так же влияет на адаптацию к жаре и холоду. существует перенос адаптированности
— при ГА возрастает VO2max
— меняется метаболизм в митохондриях
— у женщин с ожирением в постменопаузе + диабет II типа, ГА приводит к повышению чувствительности к лептину, снижению веса, снижение глюкозы натощак…
— у девушек 21-25 лет ГА приводит к снижению веса, процента жира, рост глюкозы крови (но в пределах нормы), снижение чсс и давления.
— интервальная гипоксическая-гипероксическая тренировка у пожилых людей приводит к когнитивным улучшениям + увеличивается дистанция пройденная в 6 минутном тесте
— Гипоксическая тренировка приводит к увеличению жизненной емкости легких
— ГА сопровождается брадикардией, улучшением утилизации кислорода в том числе нервной системой
— ГА лучше проходит если использовать нырятельный рефлекс, то есть в холодном душе подставлять лицо под струю с задержкой дыхания
— интервальная гипоксическая тренировка улучшает показатели требующие выносливости у пловцов и дзюдоистов. Что немного странно — у дзюдоистов еще и растет прыжок в длину.
— интервальная гипоксическая тренировка улучшает аккомодацию глаз в вечернее время и при усталости (тестировалось на водителях).
— интервальная гипоксическая тренировка приводит к росту гемоглобина и увеличению ударного объема сердца (при общем сохранении минутного объема кровообращения)
 
Поделиться:

Глюконеогенез и другие недостатки кето-диет

Глюконеогенез – процесс превращения амино-кислот и глицерина в глюкозу. С ростом популярности кето-диеты хочется уделить время тому, почему кето – не волшебная диета, а имеет ряд ограничений.

Если сумма потенциальных энергий конечных продуктов реакции сильно меньше чем изначальных реактантов, то реакцию принято считать необратимой. У нашего организма есть обходные пути синтеза нужных молекул, но это энергонеэффективный процесс. Для восстановления молекулы глюкозы организм затратит заметно больше энергии, чем может извлечь из нее. Зачем же нам тогда глюкоза?

Я уже касался этой темы более подробно в заметке про глюкозу и мозг. Жировые кислоты могут быть использованы только для получения энергии и ее запасания в виде жира. Глюкоза – это еще и строительные углеродные блоки для поддержания целостности белкового тела, и источник (через пентозо-фосфатный путь) NADPH для восстановительных реакций и рибозы (строительного блока нуклеиновых кислота).

Наивно думать, на мой взгляд, что склонять организм к энергонеэффективному процессу продолжительное время можно без последствий.

Глюконеогенез и катехоламины

Оксалоацетат – промежуточное звено цикла Кребса. Проблема в том, что оно истощается не только самим циклом лимонной кислоты, но и глюконеогенезом, и синтезом амино-кислот.

Еще в 1946-м году Ленингер (Lehninger) показал, что рост кетоновых тел обратно-пропорционален уровню оксало-ацетата [1].

Глюконеогенез

Больше кетонов значит ниже глюкоза, значит активнее должен протекать глюконеогенез.

Преобразование пирувата в оксалоацетат (ступенька восстановления глюкозы, сам пируват несложно получить из амино-кислот и других компонентов цикла Кребса) катализирует пируват карбоксилаза. Пируват карбоксилазу а кортикостероиды, глюкагон (считайте дефицит глюкозы) и катехоламины.

Катехоламины – это дофамин, адреналин, норадреналин. Сигналы, посылаемые нервной системой. В принципе это способ нашей нервной системы «поддать газу» на глюконеогенез.

Кето-диета имитирует голод. На молекулярном уровне в том числе. Она активирует симпато-адренальную систему [3, 4]. Проще говоря, активируется часть нервной системы, отвечающая за стресс.

Предполагаю, что своеобразное и очень интересное ментальное состояние на кето – результат работы не только кетоновых тел, но и катехоламинов. Также напрашивается частичная аналогия с некоторыми антипичными антидепрессантами вроде бупропиона.

Глюконеогенез и цАМФ

Хронический глюконеогенез будет связан с цАМФ. Циклические молекулы в биохимии являются частью системы second messengers. При недостатке глюкозы поджелудочная будет выбрасывать вместо инсулина глюкагон. Гормон – экстраклеточный сигнал. А second messengers – это клеточные молекулы, активируемые внешним сигналом, которые амплифицируют (усиливают) изначальный сигнал и проделывают еще какую-то работу.

цАМФ связана с модулированием функции Т клеток [5].

Циклические молекулы (цГМФ и цАМФ) приводят к высвобождению гладкой мускулутарой кальция. И в последующем к эрекции. Повышенный уровень цАМФ на кето могут помочь людям, чья невозможно поддержать эрекцию связана с функцией цГМФ. Анекдотические случаи уже есть на кето.

Однако циклические молекулы имеют и обратную сторону. Они могут при некоторых обстоятельствах приводить к сужению сосудов [6] (а не только способствовать их расширению и улучшению микроциркуляции).

В целом роль цАМФ скорее положительная. Например, сдвиг митохондрий в сторону окислительного метаболизма [7]. Но роль цАМФ многогранна, а в рамках дилеммы плохо/хорощо двояка.

Метформино-подобный эффект кето и тестостерон

В свое время я показывал, что кето-диета приводит к обратимой деградации комплекса I митохондрий. Что схоже с эффектом метформина и даже имеет с ним синергетичный эффект.

Это может быть полезно для ряда метаболических заболеваний. Но довольно вредно для фертильности и уровня анаболических гормонов. Снижение тестостерона на метформине – известная проблема.

Отсюда большое противоречение про кето и тестостерон. «Больше холестерина – больше тестостерона» — несколько нерабочий слоган. Клетки Лейдига с подавленным 1-ым комплексом будут производить больше тестостерона или меньше? Даже при избытке холестерина.

Про митоходрии, близость и работу комплексов и важности всего этого для фертильности я уже писал.

Нормальные клетки с эффектом Варбурга и кето

Эффект Варбурга – это предпочтение гликолиза даже в условиях избытка кислорода – один из метаболических признаков рака.

Проблема в том, что ряд нормальных клеток полностью или в основном гликолитичны: клетки Мюллера (глаза), стволовые клетки, лейкоциты, часть клеток выделительной системы.

При избытках кислородных радикалов стволовые клетки дифференциируются (+/- контекстуальны). И отчасти по этой причине есть известное противоречие кето и рака почек / мочевыводящих путей.

Значит эффект Варбурга то, что к кето надо подходить осмысленно. Четко понимая каких целей мы хотим достигнуть и какие риски нас могут ждать.

Кето и выведение метаболических кислот

Кетоны – метаболические кислоты. Кислотность (водород) от углеводов выводится легкими за минуты. Кетонов и жиров – почками в течение недель. Подробнее в одной из прошлых заметок.

Опуская то, что вы можете прочитать в другой заметке, кето снижает pH почти. В 30х (до эры антибиотиков) кето использовали для снижения pH мочи, для эрадикации бактерий урогенитального тракта [9].

В России нет теста крови на бикарбонат. Мы не может контролировать Anion Gap и метаболический ацидоз через кровь (организм от него будет восстанавливаться неделями). Нужно контролировать pH мочи. При необходимости добавляя источники бикарбонатов.

Кето и ЖКТ

Желчь выбрасывается при поедании жирной пищи. С удаленной желчью кето – норма. Такая глубина анализа подходит, если у вас сектантское мышление или если вам недавно провели интернет, но еще не научили искать информацию и критически ее анализировать.

Кето – метаболическая кислота. Гастроэнтерологи советуют завтрак овсянкой как способ уменьшить химический урон стенках желудках, на которые и придется основной урон от дисфункций связки печень – желчный пузырь.

Кето ухудшает симптоматику ГЭРБ.

Кето приводит к росту билирубина. Привет людям с болезнью Жильбера

И многое другое. Суммировал информацию традиционно Джон Бриссон.

When Excess Fat in the Diet Can Cause Digestive Issues and How to Improve Fat Digestion

Ketogenic Diets, Effects On Your Gut and Health and How To Follow Them

Кето, выводы и примеры виртуальных пациентов

Кето-диета имитирует голодание. На очень многих уровнях. И всегда ли долгосрочное псевдо-голодание хорошо? Конечно же нет.

  • Кето (глюконеогенез) приводит к росту катехоламинов; Может привести к симпатическому тонусу.
  • Роль цАМФ (глюконеогенез) неоднозначна;
  • Кето приводит к обратимому подавлению комплекса I и метформино-подобному эффектов, в том числе снижению тестостерон;
  • У нас есть ряд почти гликолитичных клеток, чью функцию кето не улучшит, но за счет сдвига в сторону окисления жиров и за счет снижения pH может иметь негативное влияние;
  • Кетоны – метаболические кислоты, снижают pH мочевыделительной системы, увеличивают на нее нагрузку на недели вперед;
  • Кетоны – метаболические кислоты, что является дополнительным фактором риска при целом ряде проблем с ЖКТ.

Виртуальные примеры

Пример 1. У нас пациент с депрессией после развода, который не реагирует на СИОЗС, но хорошо реагирует на бупропион (поднимает дофамин и норадреналин). Кето-диета может полноценно заменить антидепрессант. При дополнении кето поведенческой терапией и другой поддерживающей терапией (d3, окситоцин интраназально итд) может спасти пациента от нежелательных явлений/

Пример 2. У нас пациент с явными митохондриальными дефектами. У нас в арсенале кето и гипер/гипо окситерапии, который помогут уничтожить дефектные митоходрии. Но нам обязательно нужно дополнить подобную терапию интервенциями, которые приведут к росту митохондрий (PQQ. Тренировки тела/ума на это итд). Или мы можем рассмотреть молекулы переносящие электрон с 1 на 3 и с 1 на 4 комплексы (ибеденон, метиленовый синий).

Пример 3. Пациент с 4-й месяц кето говорит о симптомах симпатического тонуса. Плюс пациент начинает быстрее свирепеть. При курильщиках, например. Возможно, проблема в сужении сосудов из-за катехоламинов.

Пример 4. У пациента семейная история болезней желчного пузыря и синдром Жильбера. На кето вырастит билирубин и появятся/усилятся симптомы синдрома. Кето может усилить/актуализировать проблему «перетяжки» желчного пузыря, приведя к ГЭРБ и повреждению желудка. Вероятно, стоит продумать поддерживающие терапии или отказаться от кето (в зависимости от целей/пациента).

Пример 6 Мужчина с хроническим простатитом. Кето снизит pH в мочевыделительной системе, делая простату менее доступной для иммунных клеток (которые тоже белковые тела и их функция зависит от pH), кето может негативно повлиять на симптоматику за счет сужения сосудов и, возможно, неоднозначной роли на гликолитичные клетки.

Пациент 7. Девушка до 30, которая хочет забеременеть в первую очередь, во вторую – немного улучшить метаболическое здоровье. Скоро поедет отдыхать. Кето ей не нужно. Есть альтернативные стратегии.

Источники:

  1. Role of Free Oxaloacetate in Ketogenesis;
  2. Structure, function and regulation of pyruvate carboxylase;
  3. Effect of low-carbohydrate-ketogenic diet on metabolic and hormonal responses to graded exercise in men
  4. 34-day total fast in an adult man
  5. Cyclic adenosine monophosphate is a key component of regulatory T cell–mediated suppression
  6. cGMP and cAMP cause pulmonary vasoconstriction in the presence of hemolysate
  7. Cyclic AMP signaling in cardiac myocytes
  8. Long-term High Fat Ketogenic Diet Promotes Renal Tumor Growth in a Rat Model of Tuberous Sclerosis
  9. The Ketogenic Diet in Bacilluria
Поделиться:

Астаксантин как средство для загара

Астаксантин – каротиниод, который можно использовать вместо довольно спорных «подмазок» для загара. Идею подсмотрел у Дмитрия Захарова в 2017-ом, если не раньше. Успешно опробовал в этом году.

Заметку можно будет разделить на 3 очень условных блока:

  • Астаксантин как антиоксидант и противо-воспалительное средство;
  • Астаксантин и подавление MMP-1;
  • Личный опыт;

Астаксантин и каротиноиды

Каротиноиды – сотни различных молекул, создающихся фотосинтезирующими микроорганизмами [1, 5]. Эти пигменты либо участвуют в фотосинтезе, либо помогают уменьшить урон солнечной радиации [1].

Каротиноиды могут выполнять функцию антиоксидантов и, при определенных обстоятельствах, прооксидантов [5].

астаксантин

Астаксантин как антиоксидант в 10-раз мощнее других каротиноидов, таких как лютеин, зеаксантин и в 100 раз мощнее α-токоферола [1]. Прооксидативной активностью неизвестен.

Иммунная система. Мнения расходятся. Консенсус есть в том, что астаксантин повышает концентрацию INFγ и IL-6 (интерферон гамма) [7, 8]. Этот цитокин секретируется Th1 клетками и помогает фагоцитам уничтожать микробы внутри фагоцитов. Что полезно как для активации адаптивной иммунной системы в целом, так и для некоторых коварных бактерий, которые умеют избегать фагоцитоза иммунными клетками (туберкулез, например). Интерлейкин-6 также про-воспалительный и связан с иммунным ответом бактериям (в частности необходим для эффективной защиты от бактерий пневмонии) [8].

Также принятие 2 мг астакстантина в течение 8 недель увеличивало выраженность белков LFA-1 молекулами лейкоцитов (помогают лейкоцитам попадать в воспаленную ткань) [8]. На общую популяцию иммунных клеток астаксантин не влиял, но усиливал активность NK-клеток и увеличивал субпопуляции T и B-клеток [8].

Противовоспалительный эффект. Очевидно, что астаксантин снижает окислительный урон ДНК, помогая сохранять ее целостность. Также он снижал концентрацию С-реактивного белка [8]. Антиоксидативный эффект астаксантина предотвращает активацию про-воспалительного транскрипторого фактора NF-kB (nuclear factor kappa B) [7]. Nf-kB связан с цитокинами IL-1β и TNF-α. Снижает ли астаксантин TNF-α и IL-2 – по исследованиям информация противоречивая [7, 8, 9]. Я предположу, что в исследованиях, где отмечали инактивацию NF-kB наблюдали снижение TNF-α, когда речь не шла о NF-kB, то TNF-α не снижался.

Астаксантин в довольно большой дозировке (40 мг), снижает болевые симптомы и воспаление ЖКТ при диспепсии и инфекции H. Pylori. [10]. Также астаксантин усиливал барьерную функцию слизи (mucus), что мешало этой бактерии расплодиться [5].

На боль в мышцах после тренировок и уровень креатин-киназы астаксантин, естественно, не повлиял [11]. Не очень понятно, что исследователи хотели увидеть. Энергетический кризис ткани антиоксидантом не снимается.

У одного из производителей на упаковке есть заявление, что астаксантин помогает при боле в суставах, но при этом их исследования самой компании сложно назвать качественными [12]. Тем не менее мне кажется, что этот эффект имеет место быть. У меня в поездке довольно сильно болели плечи из-за многочасового ношения отягощения 19-20 кг без возможности размять плечи. Плечи болели при поднятии рук выше плеча. Не было перекладин для виса (отличная профилактика и лечение некоторых травм плеча), но боль при возобновлении плаванья на море и примерно 20 мг астаксантина в день перестали болеть всего за 2 дня (обычно это около недели). Астаксантин снижает уровень кислородных радикалов, количество ЦОГ-2 и выраженность NF-kB [13]. При этом в отличии от НСПВП астаксантин не является competitive inhibitor фермента ЦОГ-2. Исследование [13] также говорит о том, что астаксантин подавляет формирование NO и работу iNOS (фермента, синтезирующего NO). Последний факт можно интерпретировать и со знаком «+» и со знаком «-» в зависимости от контекста.

Фертильность. В одном из исследований астаксантин улучшал параметры спермы у мышей-диабетиков [6]. Предположительно за счет уменьшения количества кислородных радикалов. Учитывая информацию выше о подавлении NO/iNOS, в теории можно ожидать снижение качества эрекции (сам не сталкивался).

Астатаксантин и матрикс металлопротеиназа 1 (MMP1)

Астаксантин эффективно снижает концентрацию ферменов MMP [1, 2, 4, 5, 18]. Другое название MMP-1 – fibroblast collagenase или interstitial collagenase. Это критически важный фермент для морфогенеза эпителия [14], также катализируются реакции «распада» ряда экстраклеточных молекул: коллагена (понятно из названия), IGFBP-3, IGFBP-5, IL-1β, L-селектин, овостатин, ФНОα и ряд других [14].

С точки зрения патогенеза MMP-1 чрезмерно выраженная интерстициальная коллагеназа и полиморфизмы, это вызывающие, связаны с атриальной фибриляцией [4, 15], ХОБЛ [16], некоторыми видами рака [4, 16], ревматоидным артритом [14, 17] и так далее.

Другие MMP ферменты имеют схожие функции и могут деградировать коллаген и эластин.

Астаксантин, MMPs и фотостарение

Солнечный ожог приводит к повышенной выраженности MMP-ферментов, которые деградируют коллаген и эластин кожи [2, 3].

Во время загара мы хотим получить UVA-излучение (например, для эффективого лечения анемии) или UVB-излучения для сульфатной формы витамина D3. Крема от загара блокируют УФ-спектр. Что защищает нас от загара, но во многом делает присутствие на солнце бесполезным.

Возможность астаксантина подавлять выраженность MMP-1 и родственных коллагеназ снижает урон кожи от УФ-излучения. Урон зависит от интенсивности УФ-излучения [2] и вашего цвета кожи. Поэтому надо знать пределы своих возможностей, иначе никакой астаксантин вам не поможет.

Астаксантин, немного практических рекомендаций и личный опыт

Астаксантин считает условно безопасным в дозировке до 40 мг в день. Дело в том, что исследований с большими дозировками просто не было. И в принципе, как видите по информации выше, количество и глубина исследований молекулы пока довольно зачаточное.

О побочных эффектах ничего не известно. Пока принято считать, что их нет в рекомендуемых дозировках.

Я загорал с 10 до 12-13 часов и с 17 до 18:30, за час до первого похода на пляж (где цеплял полуденное Солнце) употреблял 12-16 мг астаксантина, перед вечерним походом на пляж – 4-8 мг. В следующий раз буду брать капсулы сразу по 12 мг.

У меня от природы белая и тонкая кожа, которая на солнце быстро краснеет и сгорает. В этом года я ни разу серьезно не обгорел, даже когда позволял себе чуть больше, чем положено. При хождении днем астаксантин оказался прекрасным помощником – лицо краснело, но ощущений ожога для же при 2-3 часа на дневной жаре не было.

Загар также ложился как будто бы быстрее, но сходит, к сожалению, тоже привычно быстро.

В целом я остался очень довольным опытом. Ранее загар без кремов в виду моей белой и тонкой кожи всегда приводит к ожогам, а иногда и необходимости «подмазываться». В этот раз все было прекрасно, но еще раз хочу напомнить, что я хорошо чувствую солнечные ожоги и понимаю, когда без последствий уже не позагораешь.

Астаксантин. Выводы

  • Астаксантин –каротиноид, обладающий рядом полезных функций:
    • Мощный антиоксидант (в 10 раз сильнее других каротиноидов);
    • Иммуномодулирующий (активация про-воспалительных цитокинов, что будет полезно при некоторых бактериальных инфекциях) и противо-воспалительный эффект (снижение количества ЦОГ-2 / COX-2 фермента, снижение уровня про-воспалительных цитокинов);
      • Так как астаксантин снижает воспаление в целом, а не блокирует функцию ЦОГ-2 как НСПВП, то у него нет минусов этих лекарств;
    • Подавление MMP-коллагеназ, что имеет ряд терапевтических эффектов;
  • Отдельно из которых стоит отметить возможность использовать астаксантин как натуропатическое средство снижения вреда УФ-излучения коже, при этом получая все плюсы УФ-излучения. Кремами от загара / для загара я больше пользоваться не собираюсь.

Источники:

  1. Neuroprotective mechanisms of astaxanthin: a potential therapeutic role in preserving cognitive function in age and neurodegeneration;
  2. Astaxanthin attenuates the UVA-induced up-regulation of matrix-metalloproteinase-1 and skin fibroblast elastase in human dermal fibroblasts;
  3. Matrix-degrading Metalloproteinases in Photoaging;
  4. Astaxanthin: A Potential Therapeutic Agent in Cardiovascular Disease;
  5. Astaxanthin: a review of its chemistry and applications;
  6. Dietary supplementation with astaxanthin may ameliorate sperm parameters and DNA integrity in streptozotocin-induced diabetic rats;
  7. Multiple Mechanisms of Anti-Cancer Effects Exerted by Astaxanthin;
  8. Astaxanthin decreased oxidative stress and inflammation and enhanced immune response in humans;
  9. Anti-inflammatory effects of astaxanthin in the human gingival keratinocyte line NDUSD-1;
  10. Efficacy of the natural antioxidant astaxanthin in the treatment of functional dyspepsia in patients with or without Helicobacter pylori infection: A prospective, randomized, double blind, and placebo-controlled study;
  11. Astaxanthin supplementation does not attenuate muscle injury following eccentric exercise in resistance-trained men;
  12. BioAstin Helps Relieve Pain from Rheumatoid Arthritis;
  13. Protection against oxidative stress, inflammation, and apoptosis of high-glucose-exposed proximal tubular epithelial cells by astaxanthin;
  14. MMP-1: the elder of the family;
  15. MMP-1 and MMP-3 polymorphism and arrhythmia recurrence after electrical cardioversion in patients with persistent atrial fibrillation;
  16. Collagenolytic Matrix Metalloproteinases in Chronic Obstructive Lung Disease and Cancer;
  17. Matrix metalloproteinases: role in arthritis;
  18. Astaxanthin reduces matrix metalloproteinase expression in human chondrocytes
Поделиться:

Эпигенетика, «либертарианский» взгляд

Эпигенетика – злободневная и противоречивая тема современной науки. Противоречивая, потому что нет единого научного консенсуса в том, что входит понятие эпигенетика.

Я буду исходить из того, что эпигенетические изменения – это наследуемые изменения функции или экспрессии генетического аппарата, не связанные с последовательностью нуклеотидов в ДНК.

Эпигенетика часто сводится к метилированию ДНК и [пост-трансляционной] модификации «хвостиков» гистонов. Я обнаглею и позволю себе посмотреть на этот вопрос немного шире и более фрагментарно одновременно, чтобы подчеркнуть связь генетического аппарата с внешней средой и образом жизни. Содержание постараюсь сделать доступным и буду приводить примеры с конкретными заболеваниями.

Короткое содержание заметки:

  • мтДНК, митохондриальные болезни, заместительная митохондриальная терапия;
  • Unstable repeats;
  • Модификация гистонов;
  • Генетический импринтинг;
  • Х-инактивация у женщин;

Эпигенетика, митохондрии и мтДНК

Пожалуй, самый спорный раздел из вышеуказанных, но без митохондрий никуда.

Митохондрия – это энергостанции наших клеток, база всей многоклеточной жизни на планете. Про мтДНК и эволюцию я писал ранее на основе работ Doug Wallace. Также рекомендую книги Ника Лэйна для ознакомления с историей симбиоза наших предков с митохондриями.

Коротко, митохондрии:

  • Свой набор ДНК, митохондриальные ДНК, мтДНК;
  • В митохондрии примерно 5 копий мтДНК;
  • Размер мтДНК 16,5 килобаз, против 3 гигабаз ядерной ДНК;
  • мтДНК содержит 14 protein coding regions, ядерная ДНК содержит примерно 20 000 protein coding regions;
  • мтДНК мутирует в 20 быстрее ДНК;
  • мтДНК передается (за редчайшим исключением) только от матери

Гены митоходрий кодируют только белки дыхательной цепи переноса электронов, места синтеза АТФ. Большинство необходимых белков митохондрии импортируют из цитозоли. Современный консенсус состоит в том, что было сильное эволюционное давление на то, чтобы определенные белки дыхательной цепи кодировали сами митохондрии.

мтДНК меньше защищена от внешнего воздействия, чем ядерная ДНК, поэтому митоходрия является сенсором изменений окружающего мира. Я ранее приводил в пример климат и расстояние между цитохромами дыхательной цепи. В теплом климате цитохромы ближе к друг другу, что уменьшает энергопотери в процессе переноса электронов и улучшает эффективность синтеза АТФ. Что, допустим, положительно влияет на подвижность спермы, которая обеспечивается как раз АТФ. На холоде же дыхательные комплексы дальше друг от друга. При удалении комплексов друг от друга передача электронов будет сопровождаться большими теплопотерями (даже не говоря о термогенине и разобщении H+ градиента), что является полезным для проживания на этом самом холоде.

Или более простой пример. Голод или сытость определяются наличием отсутствием реактивных видов кислорода, затем через UCP2 (разобращающий белок 2) влияет на POMC нейроны гипоталамуса и затем на чувство сытости. А наличие/отсутствие реактивных видов кислородов в митоходриях – это наличие/отсутствие носителей электронов NADH/FADH2 (итога метаболизма еды) в дыхательной цепи.

Я надеюсь, что вкратце сумел аргументировать, почему эпигенетика как тема не может идти отдельно от разговора от митохондриях. Один из важнейших наших детекторов внешней среды, который запускает многие адаптивные процессы. Как элементарный пример.

Митохондриальные болезни, синдром Ли и пересадка здоровых митохондрий

Митохондриальные болезни могут быть связаны не только с мтДНК, но и с 100+ генов ДНК, что задачу только усложняет [1]. В целом болезни, связанные с мутациями именно мтДНК имеют частоту распространения 1:5000.

Как пример серьезного недуга именно митохондриальной природы – синдром Ли (иногда пишут Лея) [2], он же подострая некротизирующая энцефаломиопатия. Примерно ¾ случаев обусловлены мутациями ДНК, ¼ — мтДНК. Итог схожий – недостаток окислительного фосфорилирования (в частности работы цитохрома С) приводит к недостатку энергоснабжения клеток и последующей ранней смерти.

Mitochondrial replacement therapy – это одно из последних серьезных новаторств ЭКО. Берется ДНК из ооцита пациентки c патологией мтДНК и пересаживается в цитозоль ооцита женщины-донора со здоровыми митохондриями, откуда вынули ДНК донора [3, 4]. В новостях это называли «ребенок трёх родителей» [4].

Я не зря выбрал синдром Ли. Первой пациентой, ооцитам которой успешно пересадили здоровые митохондрии, была женщина с синдромом Ли [4]. Этические споры до сих пор не утихают, что никак не мешает совсем молодому человеку жить по крайней мере без синдрома Ли и недостатка в АТФ.

Эпигенетика и unstable repeats

В некоторых частях ДНК есть так называемые нестабильные повторения, когда небольшая последовательность нуклеодитов многократно повторяется [5, 6, 7]. Считается, что в некоторых частях ДНК механизмы починки и репликации «соскальзывают», давая подобные повторения [5, 6, 7].

Проблема нестабильных повторений в том, что они с поколениями могут увеличиваться [5-6]. Увеличение unstable repeats с поколениями называется anticipation.

Unstable repeats, HTT ген и хорея Гентингтона

Хорея Гентинтона – в основном генетическая болезнь. Белок huntingtin, роль которого в развитии профильного заболевания толком не ясна, кодирует ген HTT, находящийcя в позиции 4p16.3 (короткая «ручка» 4-й хромосомы). Когда число повторений становится слишком большим – белок теряет свою функцию, и последующие поколения постепенно приходят к болезни Гентингтона.

Обычно есть такая пирамида, в случае хореи Гентингтона это:

  • Доброкачественная (benign) вариация — Меньше 26 повторений CAG;
  • Промежуточная (intermediate) вариация – 27 – 35 повторений CAG;
  • Пре-мутация – 36-40 повторений CAG;
  • Патологическая мутация – больше 40 повторений CAG

Может ли эпигенетика включать наследуемую патологию роста количества нестабильных повторений в HТТ гене? Будем считать, что я много могу себе позволить в собственной же заметке.

Эпигенетика и пост-трансляционная модификация гистонов

3 гигабазы ДНК занимают примерно 2 метра, будучи (в воображении) вытянутыми в длину. Эти 2 метра кода упакованы по хромосомам.

Хроматин – вещество хромосом, которое кроме ДНК включает в себя РНК и белки.

Нуклеосомы – это часть ДНК, обвитая вокруг октамерных белков гистонов (обычно два раза).

Эпигенетика

Гистоновый октамер состоит из 2 копий гистонов H2A, H2B, H3 и H4, как это видно на рисунке выше. N (и реже С) терминалы гистонов проходят пост-трансляционную модификацию. К ним ковалентно могут присоединяться различные молекулы. Например, метиловая группа (CH3) или ацетиловая группа (C2H3O).

Проблема модификации гистонов к комплексности и объемности происходящего. Допустим, H3K4 – самая изученная часть гистонов, ее метилирование и ацетилирование усиливают транскрипцию гена, а метилирование H3K9 на том же H3 гистоне подавляет транскрипцию гена. Разные виды пострансляционных модификаций разных частей гистонов делает картину эпигеном/геном куда более сложной, чем сам геном.

Очевидный пример – возрастные изменения [9]. Какие-то модификации гистонов и хроматина аккумулируются, какие-то теряются.

Эпигенетика и генетический импринтинг

Метилированию может подвергнуться и сама ДНК. В зависимости от места метилирования по отношению к гену эта модификация может как усилить экспрессию гена, так и прекратить его выраженность вовсе.

«Рычажки» метилирования ДНК сбрасываются примерно на 5-й день существования зиготы. Но иногда эпигенетика преподносит нам сюрприз – метилирование участков ДНК частично сохраняется. Это и есть генетический импринтинг.

Классический пример генетического импринтинга – синдромы Ангельмана и Прадера-Вилли.

Эпигенетика преподнесла сюрпризы, потому что со временем оказалось, что у двух редких и различных заболеваний схожая природа – удаление в 15q11 части хромосомы в виду импринтинга (конкретный механизм пропущу, потому что начинаю скучать во время написания).

Синдром Ангельмана – удаление отцовской части 15q11 и выраженность материнской. Синдром Прадера-Вилли – наоборот.

Материнская и отцовская части транскриптируются на встречу друг другу. ДНК у нас двойная спиральная, поэтому может транскриптироваться в обе стороны.

Либо продолжительная и некодирующая белок РНК помешает выраженности UBE3A гена, и мы столкнемся с синдром Прадера-Вилли. Или, как в случае с выраженностью материнской копии, у нас не будет трансприптирован ряд генов (синих на рисунке выше), важных для развития в том числе нервной системы.

Эпигенетика и деактивация Х-хромосомы у женщин

Женщины – генетическая мозаика. Ряд несознательных граждан склонных это интерпретировать как телегонию. То, что контакты женщин с мужчинами (особенно половые), оставляют в женщинах свой генетический след. Я бы не писал про эту глупость, если бы так часть ее не видел. Но учитывая то, что в каждом из нас есть части хромосом двух бабушек и двух дедушек, то найти различные части ДНК у женщин не так сложно, учитывая следующий феномен.

Мужчины, как вы помните, ХУ, а женщины ХХ. Пол определяет наличие/отсутствие У хромосомы. Но у женщин активна только одна Х хромосома. В каждой клетке какая именно Х хромосома будет активна выбирается более или менее случайно.

XIST ген кодирует большую РНК (которая не транслируется в белок). Эта РНК деактивирует одну из Х хромосом.

С этим феноменом связан эффект manifesting carriers, когда женщины частично экспрессируют патогенный фенотип, связанный с рецессивным Х-аллелем (нужна хотя бы одна рабочая копия, чтобы не было болезни): и в каких-то клетках у нас «здоровая» вариация, в каких-то патогенная.

P.S. Выводов не будет. Для себя я понял, что писать общеобразовательные вещи в формате заметок мне скучно: нет моей мысли, нет моей аналитики, не надо создавать структуру для общего понимания итд.

Источники:

  1. Mitochondrial Disorders Overview;
  2. Leigh syndrome;
  3. Biomedicine: Replacing the cell’s power plants (Nature, 2016);
  4. First ‘three person baby’ born using new method;
  5. Unstable Triplet Repeat Diseases;
  6. R loops stimulate genetic instability of CTG·CAG repeats (PNAS, 2010);
  7. Genetic diseases caused by expandable repeats — dynamic mutations by Dr. István Balogh, Dr. János Kappelmayer, Dr. József Tőzsér (2011);
  8. HTT gene
  9. Epigenetic Regulation in Neurodegenerative Diseases;
  10. Histone modifications (Nature, Figure);
Поделиться: