Газета «Новости медицины и фармации» 10(214) 2007

В древней притче рассказывается о том, как трех слепцов попросили описать слона. Один из них нащупал хвост, второй — хобот, третий — ногу. Очевидно, что их описания слона существенно различались. Наши врачи напоминают мне этих слепцов: регистрируя отклонения в состоянии отдельных функций пациента, они совершенно не замечают изменений всей человеческой природы.

В самом деле, современная медицина разделила человека на множество специальностей — по органам и системам. И нет ни одной специальности (кроме валеологии), которая рассматривала бы человека целостного. И, может быть, ничего в этом не было бы плохого, если бы в последние десятилетия не получили бы такого широкого распространения так называемые «полисиндромные состояния», когда каждый «узкий» специалист с полным правом ставит пациенту «свой» диагноз. И ситуация для пациента складывается безвыходная: он не может проглотить то количество таблеток, которые выписываются врачами в соответствии с принятыми методами лечения. Потому что он умрет. И это тупик.

И никто не задумывается над тем, что же происходит с биологическим видом homo sapiens в современных условиях, как найти выход из той ситуации, которая сложилась? А ситуация сложилась катастрофическая: темпы депопуляции в славянских государствах постсоветского пространства возрастают с каждым годом. В России они составляют 0,8 %, а в Украине — 1 % в год. Важнейшим компонентом этого процесса является высокая смертность мужской славянской популяции в возрасте 20–50 лет. Это явление получило в научной литературе название «сверхсмертность славянских мужчин». Cockermham [13] считает этот феномен наиболее важным событием здравоохранения ХХ века.

Следует задуматься над простой закономерностью: любой биологический вид, появившись на белый свет и пережив пик своего расцвета, вымирает. Вымирает по одной простой причине: изменились условия существования, к которым он был приспособлен. Сейчас на Земле сохранилось не более 0,01 % всех видов, рожденных эволюцией, и с каждым десятилетием их количество сокращается.

Является ли человек счастливым исключением из этой печальной закономерности? Если иметь в виду только биологическую суть человеческого естества, то вряд ли. Однако человек — существо социально активное, он в состоянии не допустить подобного развития событий. И для этого нужна соответствующая целенаправленная деятельность, основанная на фундаменте современной науки. Но пока человек так организует свою социальную активность, что только способствует ускорению своей гибели. «Болезни цивилизации», «экологический кризис», «озонная дыра» и т.п. — термины, давно сошедшие со страниц научных изданий в повседневность наших современников. И это происходит, несмотря на то, что в орбите научных исследований сегодня все больше так называемых глобальных проблем: экологических, демографических, ресурсных и т.д.

Известный французский эколог Ф. Рамад (1981) завершил свой обстоятельный труд «Основы прикладной экологии» весьма примечательными словами: «Сейчас, в конце 20-го столетия, никто не станет отрицать, что только радикальные изменения взаимоотношений между человеком и природой позволят нам избежать судьбы динозавров». Добавим от себя: не только с окружающей нас природой, но и со своей собственной, человеческой, природой, подвергающейся серьезным испытаниям в современном мире.

Что же произошло с современным человеком?

В эволюции живого рассматриваются два энергетических принципа: экстенсивного и интенсивного развития жизни. Первый связан с захватом энергии биосистемами (распространение видов), а второй — с эффективностью ее использования. При эволюции живых систем все более существенную роль играют процессы, направленные на улучшение качества использования энергии. Установлено, что прогрессивная эволюция живого мира связана с усилением интенсивности дыхания (внутриклеточного энергообразования) организмов. Этот показатель в перерасчете на 1 г условного организма в процессе эволюции возрос с 0,09 мвт у простейших до 39 мвт у приматов.

Биологический смысл этого процесса состоит в увеличении мощности внутриклеточного энергообразования, а следовательно, и величины активного обмена, обеспечивающего полноту приспособительных реакций. При этом скорость биохимических реакций — основы процессов жизнедеятельности — возрастает в миллионы раз. Физический же смысл прогрессивной эволюции заключается во все большем удалении от состояния равновесия, от состояния той первичной среды, в которой возникли первые живые системы.

Таким образом, возрастание активного обмена, или интенсивности энергообразования, — итоговая мера прогресса. Чем выше доступные для использования резервы биоэнергетики, тем организм жизнеспособнее, ибо жизнь поддерживается тратой энергии. При этом отмечается одна важная закономерность: чем мощнее аппарат митохондрий, являющийся субстратом энергопотенциала клетки, тем больший диапазон внешних воздействий она способна выдержать и восстановить свою структуру. От максимальных возможностей аэробного энергообразования зависит жизнеспособность — устойчивость индивида к гипоксии, кровопотере, интоксикации, проникающей радиации и т.п. [1, 5, 6].

Жизнеспособность — биологическая сущность физического здоровья человека. По резервам аэробного энергообразования можно ранжировать уровни физического здоровья. Мы разработали экспресс-систему оценки уровня физического здоровья (УФЗ), доступную для среднего медперсонала, малотрудоемкую и не требующую сложного оборудования [2]. В результате появилась возможность проводить масштабные исследования.

В наших исследованиях показано: чем ниже УФЗ, тем чаще встречаются эндогенные факторы риска развития хронических соматических заболеваний и сами заболевания, а также смертность от них (рис. 1, 2). В то же время существует безопасный уровень здоровья, выше которого практически не встречаются ни эндогенные факторы риска, ни сами заболевания. Очевидно, что безопасный уровень — это тот резерв энергообразования, который достигнут человеком в процессе эволюции. Для того чтобы его сохранить, необходимо придерживаться определенных принципов жизнедеятельности. Эти принципы обозначаются как здоровый образ (стиль) жизни. Если их не придерживаться, человек начинает «сползать» с лестницы эволюции. И при этом закономерно появляются нарушения в деятельности биосистемы.

Какие же механизмы лежат в основе этих нарушений?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо вспомнить некоторые особенности энергетического метаболизма.

В качестве основного субстрата для энергообразования (накопление макроэргов) используются главным образом углеводы и жиры. Наиболее мобилизируемым и доступным субстратом являются углеводы (глюкоза крови, гликоген печени и мышц), а наиболее энергоемким — жиры. При повышении требований к организму (например, при физической нагрузке) интенсификация энергообразования проходит несколько стадий: расход запаса макроэргов — анаэробное окисление углеводов (кислородотранспортная система еще не достигла уровня функционирования в соответствии с кислородным запросом) — аэробное окисление углеводов — окисление жиров (жирных кислот).

Для аэробного окисления субстратов до воды и углекислого газа при интенсивном энергообразовании необходимы следующие условия:

1) достаточная плотность митохондрий в реципиентной ткани, которая удовлетворяет требованиям ресинтеза АТФ аэробным путем;

2) промежуточные продукты обмена не должны лимитировать скорость метаболических реакций в цикле Кребса;

3) достаточная доставка кислорода к цепи транспорта электронов в митохондриях.

Если аэробная форма утилизации субстрата лимитируется одним или несколькими из этих факторов, подключается анаэробный метаболизм, который поддерживает необходимую скорость продукции АТФ. Момент подключения механизмов анаэробной энергопродукции обозначается как порог анаэробного обмена (ПАНО). Этот порог выражается в единицах мощности работы (Вт) или же процентах от потребления кислорода на максимуме аэробной мощности (% МПК).

Особенности стиля жизни наших современников характеризуются снижением двигательной активности — общего объема, интенсивности, амплитуды и усилий при движениях. По данным исследований, заказанных обувными фирмами, сто лет назад средний человек проходил 75 тысяч км за свою жизнь, сейчас — не более 25.

МПК и ПАНО могут изменяться независимо друг от друга и обнаруживают большую индивидуальную вариабельность. Но при снижении МПК всегда снижается ПАНО. Более того, темп падения ПАНО при физической детренированности может превышать темп падения МПК. У лиц, не уделяющих достаточного внимания двигательной активности с оздоровительной целью, ПАНО находится на уровне 20–45 % от МПК, у тренирующихся с оздоровительной целью — 55–60 %, у спортсменов экстракласса — 90 % от максимальной окислительной мощности.

Уровень ПАНО является важнейшим показателем эффективности (экономичности) энергообразования. И это связано прежде всего с тем, что при энерготратах выше уровня ПАНО эффективное аэробное энергообразование преимущественно за счет жиров сменяется малоэффективным анаэробным энергообразованием за счет углеводов. Главный же фактор снижения эффективности энергетического метаболизма состоит в следующем: при аэробном окислении 1 молекулы глюкозы образуется 36 молекул АТФ, при анаэробном — всего 2. Таким образом, эффективность энергообразования снижается в 18 раз. При этом жиры в качестве энергетического субстрата в анаэробных процессах уже не используются. Показано [10], что у современных мужчин старше 40 лет через 2 минуты после начала физической нагрузки мощностью всего 20 % от должных возрастно-половых значений МПК гликолитический механизм энергообеспечения мышечной деятельности не только не выключается (как следовало бы ожидать после окончания периода «врабатывания»), а наоборот, вклад его нарастает, сопровождаясь накоплением лактата и развитием ацидоза. Именно это является причиной того, что активность ферментов, обеспечивающих гликолиз, с возрастом увеличивается так же, как увеличивается и глюконеогенез (образование углеводов из аминокислот). Одновременно с возрастом (так же как и при физической детренированности) вследствие незначительного использования жиров в метаболизме увеличиваются размеры жировых депо, развивается липоидоз внутренних органов. В крови и в тканях повышается общее содержание липидов, изменяется концентрация и соотношение их фракций. Это относится и к холестерину, и к триглицеридам, и к жирным кислотам. Именно эти изменения в липидном обмене являются, по нашему мнению, основой развития атеросклеротического процесса. Кроме того, из непредельных жирных кислот легко образуются перекиси липидов, являющиеся инициатором свободнорадикальных реакций.

В связи с малой энергетической эффективностью гликолитического фосфорилирования и усилением последнего происходит значительное расходование углеводов тканей, прежде всего гликогена, и накопление недоокисленных продуктов обмена — молочной и пировиноградной кислот.

Все это вместе взятое приводит к гипоэргии вследствие недостаточного ресинтеза АТФ, прежде всего в органах с высокими ее затратами. Недостаток макроэргов вызывает активацию генетического аппарата клетки, приводя к гиперплазии и гипертрофии ткани [11]. Именно такой механизм лежит, по-видимому, в основе гипертрофических явлений в миокарде на фоне гипоэргии — начальной стадии кардиосклеротического процесса.

Следует указать на еще одно важное обстоятельство, нередко приводящее в замешательство кардиологов: у лиц, профессиональная деятельность которых связана с большими энергозатратами, отсутствует кардиопротекторный эффект физической нагрузки. Так, по данным Karvonen [14], обследовавшего несколько сотен лесорубов и городских жителей (мужчин), у первых более выражены как эндогенные факторы риска развития сердечно-сосудистых заболеваний (толщина жировой складки на животе, уровень гиперлипидемии и т.п.), так и последствия этого повышенного риска: у 8 % обследованных лесорубов на электрокардиограмме выявлены следы перенесенного микроинфаркта (среди городских жителей — у 3 %). В основе этого, казалось бы, парадоксального факта — тот же механизм: резкое ограничение утилизации жиров при физической нагрузке выше уровня ПАНО.

Вторая патогенетическая цепочка, к появлению которой предрасполагает гипоэргия, — повышение аутолиза клеток тканей организма и снижение вследствие этого иммунореактивности организма на чужеродные антигены. Аутолиз — естественный процесс (именно по этой причине при старении возрастает титр противоорганных аутоантител), но он может стимулироваться функциональной нагрузкой, особенно если эта нагрузка превышает функциональные возможности субстрата. Степень аутолиза и соответственно титра противоорганных аутоантител напрямую зависит от функциональной надежности клетки, во многом определяемым резервом ее энергопотенциала.

В качестве иллюстрации приведем результаты исследования миокардиальных аутоиммунных реакций после физической нагрузки «до отказа» у тренированных и нетренированных молодых мужчин (табл. 1).

Из этих и других данных следует, что после напряженной мышечной деятельности наблюдается усиление аутоиммунных реакций всех типов, стимулированных тканевыми антигенами сердца, печени, скелетных мышц и др. Выраженность реакций зависит от мощности и эффективности процессов энергообразования: чем ниже ПАНО, тем выше проявление аутоиммунных реакций. В этих же исследованиях выявлена обратная корреляционная связь (r = 0,511–0,981) между интенсивностью кардиогенных аутоиммунных реакций и показателями иммунореактивности организма. Усиление напряженности аутоиммунных клеточных взаимодействий, медиаторных реакций иммунокомпетентных клеток, повышенное образование противоорганных аутоантител и аутоиммунных комплексов при увеличении аутолиза клеток, вызванного гипоэргией, определяют механизмы снижения уровня иммунного ответа на чужеродные антигены — атипические клетки, эндогенную и экзогенную бактериальную инфекцию и т.п. Все это ведет к повышению риска развития злокачественных новообразований и инфекционных заболеваний. Этот риск существенно возрастает, когда уже на уровне бытовых и профессиональных нагрузок резко снижается эффективность энергообразования за счет падения ПАНО.

И наконец, третья патогенетическая цепочка частично также формируется вследствие уменьшения использования жирового субстрата в энергетическом метаболизме и накопления его в тканях и крови, вследствие чего понижается реактивность тканей к инсулину. В то же время есть основания полагать, что ведущим звеном в развитии инсулинорезистентности является снижение чувствительности и количества инсулинозависимых рецепторов на мембране клеток-мишеней вследствие гипокинезии и гиподинамии. Очевидно, от «неупотребления» ограничивается постоянно существующая при нормальной физической нагрузке деятельность системы синтеза и распада гликогена. Доказательства этому получены нами при исследовании толерантности к углеводам подводников до и после длительного похода. Оказалось, что степень изменения кривой углеводной нагрузки у подводников больше зависит от уровня их двигательной активности в походе (шагометрии), чем от накопления жировой компоненты в составе тела. Повышение резистентности к глюкозе ведет к целому комплексу изменений (гиперинсулинемии, артериальной гипертензии, гипертриглицеридемии, понижению концентрации липопротеидов высокой плотности в сыворотке крови, ожирению), получившему в последние годы название «метаболический синдром Х».

Атеросклероз, злокачественные новообразования, диабет («зловещая триада», по выражению В.М. Дильмана) — ведущие причины смерти современного человека. Эту же триаду иногда называют нормальными болезнями старости [7].

Корни развития этих состояний лежат в снижении мощности и эффективности энергообразования (гипоэргии), а также в относительном исключении из энергетического метаболизма жиров. Очевиден и путь предотвращения этих состояний — систематическая физическая нагрузка на уровне аэробно-анаэробного перехода, способная повысить уровень ПАНО.

Данная концепция формирования хронических неинфекционных заболеваний опубликована нами еще более 10 лет назад [3], однако только сейчас появляются претендующие на оригинальность работы, в которых также обосновываются механизмы гипоэргии (по терминологии автора — гипоэргоза), но без собственных научных данных [8].

Печально, но факт: в нашей стране единицы придерживаются правил здорового образа жизни. И поэтому даже в пределах одного поколения (20 лет) мы наблюдаем существенное уменьшение популяционной прослойки, находящейся в «безопасной зоне здоровья» (с 8 до 0,8 %) вследствие физической деградации популяции. И никакие усовершенствования лечебно-диагностических мероприятий не могут разрешить сложившуюся ситуацию. То есть медицина бессильна: она может продлить жизнь человека (ненадолго), если он заболел, но вернуть ему здоровье она не в состоянии.

40 лет назад подобная ситуация наблюдалась и в США. В то время эта страна уверенно лидировала по показателям смертности от болезней сердца и сосудов. Однако там удалось переломить общественное мнение, сформировать у населения правильные представления о возможностях сохранить и укрепить свое здоровье. И значительная часть американцев стала активно использовать физические упражнения с оздоровительной целью. Они стали подсчитывать потребленные с пищей калории, объявили войну курению и алкоголю. И вот результат: с 1970-го по 2002 год смертность от инфаркта миокарда в США уменьшилась в 2 раза, а от мозгового инсульта — в 3 раза. Сейчас, по данным отдела превентивной медицины Чикагского университета, всего 11–13 % взрослого населения находится за пределами «безопасной зоны здоровья». Несколько хуже обстоит дело с детьми и подростками: это показатель составляет 30–35 %. [12]. Сравним: доля украинцев, находящихся сейчас вне пределов «безопасной зоны здоровья», — 99 %.

Становится очевидным, что именно физическая деградация славянской популяции, которая в конечном итоге ведет к гипоэргии (снижению эффективности внутриклеточного образования), является причиной резкого увеличения показателей заболеваемости и смертности. Согласно закону максимума биогенной энергии Вернадского — Бауэра, в соперничестве с другими системами выживает та, которая наилучшим образом способствует захвату энергии и ее использованию наиболее эффективным способом.

Очевидно также, что концепция факторов риска развития хронических неинфекционных заболеваний изжила себя: существует единый фактор риска — снижение эффективности внутриклеточного образования за пределы эволюционного порога.

Полагаем, что славянская популяция в результате нарушения условий ее существования обречена (если эти условия не изменятся) на вымирание по причине снижения ее популяционного энергетического потенциала.