«Яд определяется дозой»: как опасные вещества, проблемы и стресс делают нас сильнее

Что нас не убивает, то... продлевает нам жизнь 

Часто можно встретить рекламу новых продуктов, которые «богаты антиоксидантами». Все инфлюэнсеры пытаются продать вам подобные продукты, рекламные баннеры о них преследуют вас в интернете. А ведь история про антиоксиданты как честный способ отъема денег у населения началась с гораздо более серьезных вещей.

В 1950-е, всего через несколько лет после появления атомной бомбы, началось изучение последствий радиоактивного облучения. Стало понятно, что подвергнутые высоким — но не смертельным — дозам облучения мыши стареют быстрее. Одной из причин ускоренного старения оказалась химическая реакция в клетках, получившая название «оксидация». Во время этой реакции образуются молекулы особого типа, которые называются свободными радикалами. Это очень активные молекулы, которые вступают в реакцию со всеми веществами, с которыми сталкиваются.

Свободные радикалы ведут себя как слон в посудной лавке: молекулы, с которыми они контактируют, разрушаются. Разрушения, вызванные действием свободных радикалов в клетках, называют оксидативным стрессом. Выражение «высокий оксидативный стресс» означает, что в клетках буйствует большое количество свободных радикалов. Как вы уже, наверное, догадались, на помощь приходят героиантиоксиданты: они нейтрализуют свободные радикалы и предотвращают разрушение клетки. В 1950-е ученые дали подопытным животным антиоксиданты, и те стали лучше переносить радиоактивное облучение. Соответственно, было установлено, что антиоксиданты помогают животным, получающим облучение, жить дольше.

Мы приспособились к тем обстоятельствам, которые сумели преодолеть, и они стали нам жизненно необходимы. Без них мы рассыпаемся. Так происходит не только с людьми: гормезис — это история жизни на Земле.

Но свободные радикалы возникают не только при облучении. Они появляются в процессе обычного обмена веществ. В конце концов клетка не справляется с их количеством и не успевает устранять наносимые ими повреждения. Количество дефектных молекул растет, и клетка утрачивает свою функцию. Другими словами: если слон поселится в посудной лавке, там наступят тяжелые времена.

Теория подтверждается тем, что, как мы знаем, пожилые люди испытывают более серьезный оксидативный стресс, чем молодые. Повреждения, вызванные свободными радикалами, часто связывают с возникновением старческих заболеваний. Антиоксиданты кажутся идеальным решением проблемы старения: почему бы нам не помочь своим клеткам, нейтрализовав свободные радикалы?

В рамках исследований, направленных на проверку этой теории, ученые давали людям антиоксиданты. Этих исследований было столько, что появилась возможность сделать метаанализ данных 68 исследований, в которых приняли участие 230 000 добровольцев.

Оказалось, что те, кто использовал антиоксиданты, умирали раньше. Добавки не защищали их ни от сердечнососудистых заболеваний, ни от рака. Более того, добавки с антиоксидантами увеличивали распространение в организме рака легкого вместо того, чтобы предотвращать его.

** *

Осенью 1991 года восемь ученых закрылись в огромном футуристическом стеклянном здании, похожем на пирамиду, в городе Оракл, штат Аризона. Они должны были прожить в доме под названием «Биосфера-2» ближайшие два года. В чем состояла их миссия? Они должны были самостоятельно обеспечивать себя питанием, теплом и всем остальным, что необходимо для жизни, без внешней помощи.

Этот эксперимент проводился в рамках исследования экосистем Земли и своеобразной подготовки к будущему заселению человеком других планет, ведь если когда-нибудь нам повезет стать мультипланетарными существами, то придется жить именно так — обеспечивая себя всем самостоятельно.

Проблемы, стресс и даже травмы делают нас сильнее, этот феномен называется гормезисом.

Как вы, наверное, знаете, деревья — очень важная составляющая экосистем нашей планеты, ее легкие, поэтому в двух экозонах пирамиды (в тропическом лесу и саванне) высадили множество деревьев. Чуть раньше мы уже говорили, что деревья живут очень долго, так что двухлетний эксперимент должен был пройти без проблем.

Деревья в «Биосфере-2» быстро прижились и начали бурно расти. Но еще до официального окончания эксперимента они рухнули под собственным весом. Чего не хватило деревьям? Уж точно не питания, заботы и ухода. Совсем наоборот: им не хватило стресса — того стресса, которому их обычно подвергает ветер.

Несмотря на то что ветер — враг деревьев, жить без него они не могут: слабеют. Другими словами, противостояние идет на пользу деревьям. И не им одним.

Подумайте об антиоксидантах и свободных радикалах. Почему люди, принимающие антиоксиданты, умирают раньше?

По той же причине, почему упали деревья в «Биосфере-2»: свободные радикалы постоянно испытывают наши клетки на прочность. Они подают сигнал, включающий защитные силы организма.

Что же происходит, когда мы двигаемся? Наше сердце начинает биться чаще, ускоряется дыхание, мышцы работают с большой нагрузкой. Нам нужно много энергии, поэтому обмен веществ ускоряется. А значит, увеличивается производство свободных радикалов. Именно поэтому движение — сложная задача для тела. Да вы и сами это прекрасно знаете.

Таким образом, движение приносит пользу. Тело получает сигнал: нужно стать сильнее. И выполняет поставленную перед ним задачу: становится крепче.

Неудивительно, что антиоксиданты замедляют или даже прекращают полезный процесс приспособления тела к трудным условиям движения. Свободные радикалы дают телу важный сигнал, без которого вся польза движения нивелируется.

Проблемы, стресс и даже травмы делают нас сильнее, этот феномен называется гормезисом.

Даже если этот термин вам незнаком, вы наверняка согласитесь с тем, что с движением дело обстоит именно так. Но движение — это лишь один из примеров биологии. Гормезис во многом сделал нас такими, какие мы есть. Только подумайте: нашим предкам приходилось преодолевать проблемы одну за другой. Голод, бешеная охота по непролазным лесам, отравление растениями и тяжелый неблагодарный труд — они выжили несмотря ни на что.

Мы приспособились к тем обстоятельствам, которые сумели преодолеть, и они стали нам жизненно необходимы. Без них мы рассыпаемся. Так происходит не только с людьми: гормезис — это история жизни на Земле.

Один из лучших примеров гормезиса — исследования такого ядовитого вещества, как мышьяк.

Мышьяк считают королем ядов, потому что у него нет ни вкуса, ни запаха, его легко достать и применить, и действует он безотказно. Потому-то этот яд так любили амбициозные представители монархических семей и различные психопаты. В современном мире загрязненная мышьяком питьевая вода, вызывающая различные заболевания, является проблемой во многих странах мира, поэтому ученые хорошо изучили, как мышьяк влияет на лабораторных животных.

Если ввести нематоде C. elegans большую дозу мышьяка, яд сразу же убьет ее. Но если вводить небольшие дозы постоянно, она проживет даже дольше, чем обычно. Кроме этого, нематода станет более устойчивой к воздействию высоких температур и других ядовитых веществ. Почему? Конечно, благодаря гормезису. Постоянно сталкиваясь с ядом, нематода научится защищаться от него.

В другой лаборатории ученым удалось продлить жизнь нематоды, введя антагониста антиоксиданта — прооксидант, то есть вещество, провоцирующее оксидативный стресс. Это как скормить разъяренному слону таблетку кофеина и затем дать ему пинка. Во время эксперимента исследователи вводили несчастной нематоде небольшие дозы параквата, обычно использующегося как очень сильный гербицид. Как и ожидалось, это подстегнуло образование у нематоды свободных радикалов.

Несмотря на это, нематода прожила дольше обычного. Тогда ученые попытались ввести червю антиоксидант, чтобы залечить нанесенный ущерб. Но никакого эффекта это не возымело.

Король ядов или мощный гербицид могут действовать на организм оздоравливающе — звучит как полный бред! Но таков мир биологии. Разумеется, у нас нет данных об экспериментах, в которых мышьяк или гербицид давали бы людям. Так что возьмем другой пример.

В начале 1980-х в Тайване произошел экономический бум. Столица, город Тайбэй, бурно строилась. По ошибке при строительстве 1700 квартир использовалась сталь, зараженная радиоактивным кобальтом-60. Эту проблему обнаружили только в 1990-х. К тому времени, разумеется, было уже слишком поздно.

По оценкам специалистов, в квартирах успели пожить около 10 000 человек. Они подверглись воздействию радиации, во много раз превышающей нормальный уровень.

Радиоактивное излучение воздействует на ДНК человека и может вызывать рак. Изучая истории болезни жителей этих квартир, ученые обнаружили, что у них реже, чем у других тайваньцев, встречались все виды рака.

То же самое наблюдали и у американских рабочих на судоремонтных верфях: среди тех, кто работает с атомными подводными лодками, смертность ниже, чем среди сотрудников обычных верфей. Более того, в районах США, где общий уровень радиоактивного излучения выше, чем в среднем по стране, люди живут дольше. И еще один пример: британские радиологи, которые в ходе своей работы подвергаются воздействию ионизирующего излучения, живут дольше, чем другие врачи, и реже заболевают раком.

Я хотел бы пояснить, что не рекомендую вам есть ядовитые растения или подвергаться облучению. Разумеется, это крайне опасно. Мы не знаем, какая концентрация веществ принесет пользу, не навредив, а от какой можно умереть или получить серьезные заболевания.

К тому же экспериментировать таким образом было бы полным идиотизмом, ведь есть масса других способов использовать гормезис без риска.

Удивительно, но продукты питания — лучшее место, где вы можете понаблюдать за гормезисом. Нет, пицца или плюшки не оказывают, к сожалению, оздоровительного эффекта. Это просто вредные продукты. Феномен гормезиса мы увидим, если приглядимся к растениям, которые мы едим.

Как и другим живым существам, растениям вовсе не хочется стать вашим ужином. Вот только скрыться от желающих их съесть они не могут. Нельзя сбежать, придется бороться. У некоторых растений для этих целей есть ужасные шипы, твердая оболочка или жгучие листья. Большинство растений ведут химическую войну против своих врагов, в том числе против нас.

Невероятно, но почти все растения на земле в той или иной степени ядовиты. Сейчас растительная диета, конечно, в моде, но в каменном веке человек должен был четко понимать, что именно он кладет в рот. Например, дикий миндаль содержит цианид, одно из самых ядовитых известных нам веществ, а в сырых орехах кешью присутствует то же самое вещество, что и в ядовитом плюще. (Спокойствие, только спокойствие: в орехах, продающихся в супермаркетах, это вещество нейтрализовано.)

Некоторые растения, которые мы употребляем в пищу, ядовиты для других животных. Например, шоколад ядовит для кошек и собак, а вот человека он лишает разве что способности к самоконтролю. Или перец чили: неужели вы думаете, что природа задумала его специально для того, чтобы вы наслаждались пожаром во рту? Конечно, нет. Первоначальная задумка состоит в том, чтобы животные не ели перец чили.

Хищник раскусывает семечко, ощущает воздействие капсаицина (активного вещества перца) и больше никогда к нему не притрагивается. А вот птицы глотают семечки целиком, никакого эффекта не чувствуют и распространяют семена дальше. Хитрость эволюции. Вот только на людей она не действует: это история нашего безумия или нашей гениальности, в зависимости от угла зрения.

Другой прекрасный пример — ананас. Вы когда-нибудь ощущали небольшое жжение на губах или на языке после того, как поели ананас? Оно возникает не просто так. Ананас содержит энзимы, разрушающие протеины. Весьма полезное свойство, если вам нужно замариновать мясо, но неприятное, если мясо — вы сами: энзимы ананаса сразу же начинают разъедать ваши губы. Он ест вас, пока вы едите его.

Растения могут вызывать раздражение, болезни, даже могут убивать.

Например, капсаицин перца чили убивает некоторые виды грибка. Да и на нас воздействует похожим образом. А с другой стороны, как выяснилось, обладает и оздоровительным эффектом. И снова все дело в гормезисе. Некоторые другие вещества, содержащиеся в растениях, идут нам на пользу, особенно те, которые называются полифенолами. Именно из-за них растения и считаются полезной пищей.

Существует много версий о том, как именно работают полифенолы. Сначала ученые считали, что все дело в их активности как антиоксидантов. Но все же эффект, скорее всего, объясняется гормезисом: эти вещества немного ядовиты и поэтому приносят пользу.

Чем тяжелее животному жить, тем дольше оно живет.

Как только мы их поглощаем, организм сразу же пытается от них избавиться: например, активируя ген Nrf2, отвечающий за многие защитные функции клетки. (Такую же активацию можно наблюдать и после воздействия радиоактивного излучения.)

Ядовитые вещества воздействуют на нас так, как и задумано природой, — вполне логично. Но в небольшом количестве они имеют целительный эффект. Мы подключаем защитные силы нашего организма и в результате противостоим не только этим веществам, но и многим другим.

Чем тяжелее животному жить, тем дольше оно живет.

Птицы-долгожители испытывают такой же оксидативный стресс, что и птицы с короткой продолжительностью жизни. То же самое касается и долгоживущих голых землекопов: их уровень оксидативного стресса совпадает с уровнем маложивущих родственников — мышей. Голые землекопы сталкиваются с огромным количеством проблем (изменяющие ДНК химикаты, тяжелые металлы, высокие температуры), но лучше мышей справляются с ними.

Секрет долгожительства не в том, чтобы избегать проблем и неприятностей, а в том, чтобы научиться справляться с ними.

Самый легкий способ употребить яд, не поглощая мышьяк или гербицид, — съесть много растений. А как можно без вреда для здоровья получить облучение? Существует ли такой способ?

Да! Для этого нужно подняться высоко в горы. В Альпах или в Химмельбьергет люди живут дольше и реже болеют возрастными заболеваниями. Это доказано на примере жителей Швейцарии, Австрии, Греции и Калифорнии. Слой атмосферы, защищающий нас от воздействия ультрафиолетовых лучей, на большой высоте тоньше, чем внизу. Жители долин серьезно обгорают в горах на солнце, несмотря на использованный солнцезащитный крем с высоким индексом защиты.

Помимо излучения в горах низкое содержание кислорода в воздухе. Поднявшись достаточно высоко, человек начнет задыхаться даже при незначительной нагрузке. Большинство мест, где живут люди, все-таки находятся не очень высоко. Однако, возможно, недостаток кислорода тоже вызывает гормезис у жителей горных деревень.

Ультрафиолетовое излучение, впрочем, можно получить не только в горах, но и у моря, по крайней мере летом. Вы наверняка слышали, что нужно беречься от солнца, чтобы не заболеть раком кожи. Я поддержу эту мысль: вспомните о дальнобойщиках, которые проводят много часов за рулем, подставив одну сторону лица солнцу. Кожа на «солнечной» стороне лица после этого выглядит на десять лет старше, чем на «теневой». Но, как вы уже знаете, это не значит, что небольшое количество солнечного света навредит человеку. Как раз наоборот, очень полезно немного загорать. Кожа под воздействием солнечных лучей вырабатывает витамин D, к тому же возникает эффект гормезиса.

Как всегда, яд определяется дозой.