Сахар ускоряет биологическое старение

Исследование, проведенное учеными Калифорнийского университета в Беркли и Сан-Франциско, показало, что высокое потребление добавленного сахара напрямую связано с ускорением биологического (эпигенетического) старения. В то же время, диета, богатая витаминами и минералами, особенно средиземноморского типа, способствует тому, что клетки организма остаются «моложе» паспортного возраста.

Работа была опубликована в авторитетном журнале JAMA Network Open. Авторы исследования — ведущие специалисты в области психологии, питания и генетики: Дороти Ти Чиу (научный сотрудник Osher Center for Integrative Health при UCSF), Элисса Дж. Хамлат (кафедра психиатрии UCSF), Джошуа Чжан (кафедра генетики человека UCLA), а также соруководители проекта Элисса С. Эпел (кафедра психиатрии UCSF) и Барбара А. Ларайя (Школа общественного здравоохранения UC Berkeley). Ученые проанализировали данные 342 женщин среднего возраста (39–40 лет).

Сахар и биологический возраст

Когда мы говорим о возрасте, мы обычно имеем в виду количество свечей на торте — хронологический возраст. Но внутри нашего тела есть другой счетчик — биологический возраст. Он показывает, насколько изношены ваши клетки на самом деле. Двое 40-летних людей могут иметь абсолютно разный биологический возраст: клетки одного будут соответствовать 35 годам, а другого — всем 50.

В основе использованного учеными GrimAge2 лежит алгоритм анализ процесса метилирования ДНК. Если первая версия часов (GrimAge) учитывала семь маркеров биологического возраста, то в усовершенствованной версии GrimAge2 разработчики Лу и Хорват добавили два новых показателя: высокочувствительный С-реактивный белок (hsCRP), являющийся ключевым маркером системного воспаления, и гемоглобин A1c (HbA1c), отражающий средний уровень сахара в крови за последние несколько месяцев. Дополнительно модель учитывает ДНК-оценку стажа курения, что позволяет составить максимально полную картину износа организма.

Согласно приведенным в статье статистическим моделям, каждый дополнительный грамм добавленного сахара в ежедневном рационе был связан с увеличением показателя GrimAge2. В цифрах это выглядит так: в полностью скорректированных моделях коэффициент ассоциации составил β = 0,02 (95% доверительный интервал: от 0,01 до 0,04). Это означает, что при увеличении потребления сахара на каждый грамм эпигенетический возраст женщин увеличивался на 0,02 года. 

Исследование дает представление и о масштабах потребления сахара среди участниц. Среднесуточное потребление добавленного сахара составило 61,5 грамма, что значительно превышает рекомендуемые нормы (Американская кардиологическая ассоциация рекомендует для женщин не более 25 граммов в день). При этом разброс был огромным: от минимальных 2,7 грамма до максимальных 316,5 грамма в день. Это позволило ученым с высокой точностью проследить дозозависимый эффект: чем выше было потребление, тем старше выглядели клетки

Независимый эффект сахара

Один из ключевых выводов исследования заключается в том, что вред от сахара проявляется даже в контексте в целом здорового рациона. Исследователи проверили это, включив в одну статистическую модель одновременно показатели потребления сахара и индексы здорового питания (aMED, AHEI-2010, ENI). Во всех трех комбинированных моделях добавленный сахар сохранял свою статистическую значимость. Это говорит о том, что даже если женщина в целом придерживается средиземноморской диеты или потребляет достаточно витаминов, высокое потребление сахара все равно оказывает самостоятельное негативное влияние на эпигенетический возраст.

Почему сахар так действует? Авторы предлагают биологическое обоснование своим наблюдениям, опираясь на существующую литературу. Они называют сахар «установленным провоспалительным и окислительным агентом» (established pro-inflammatory and oxidative agent). Сахар запускает в организме процессы, которые повреждают клетки: хроническое воспаление низкой интенсивности и окислительный стресс. Именно эти процессы являются ключевыми драйверами патологических изменений, характерных для старения. 

Исследование не просто подтвердило известный факт, что «здоровое питание полезно», а выявило конкретные измеримые связи между нутриентами и скоростью старения клеток. Для этого авторы использовали три различных подхода к оценке рациона, и все три дали согласованный результат: более качественное питание связано с более молодым биологическим возрастом.

Три способа измерить здоровье

Первый подход — это индекс aMED (Alternate Mediterranean Diet). Он оценивает, насколько рацион женщины соответствует средиземноморскому стилю питания: много овощей, фруктов, бобовых, цельнозерновых, орехов и рыбы, оливковое масло как основной источник жира, умеренное потребление алкоголя и ограничение красного мяса. Это диета, известная своим противовоспалительным и антиоксидантным действием. В исследовании каждый дополнительный балл по шкале aMED (диапазон от 0 до 9) был связан с уменьшением эпигенетического возраста на 0,41 года (β = -0,41; 95% ДИ: от -0,69 до -0,13). Иными словами, чем ближе рацион женщины к средиземноморскому образцу, тем моложе ее клетки.

Второй подход — индекс AHEI-2010 (Alternate Healthy Eating Index). Это более широкая шкала (от 0 до 110), разработанная Гарвардскими учеными и отражающая соответствие рациона официальным рекомендациям по профилактике хронических заболеваний. Она учитывает больше нюансов: не только овощи и фрукты, но и отдельно зеленолистные овощи, соотношение полиненасыщенных и насыщенных жиров, омега-3 жирные кислоты. Здесь связь была более плавной: каждый балл AHEI-2010 соответствовал уменьшению эпигенетического возраста на 0,05 года (β = -0,05; 95% ДИ: от -0,08 до -0,01). Это ожидаемо, так как шкала более детальная, но общий вектор сохраняется.

Но главная инновация работы — создание и тестирование нового индекса — ENI (Epigenetic Nutrient Index). В отличие от предыдущих, он не продуктовый, а чисто нутриентный. Ученые задались вопросом: а что, если отобрать не просто «полезные продукты», а конкретные вещества, которые на уровне молекулярной биологии критически важны для здоровья ДНК?

В индекс ENI вошли:

• Витамин A — необходим для регуляции роста и деления клеток, участвует в защите от окислительного повреждения.

• Витамин C — мощный антиоксидант, защищает ДНК от свободных радикалов, участвует в синтезе коллагена и восстановлении тканей.

• Витамин E — защищает клеточные мембраны от окисления.

• Фолат (витамин B9) — критически важен для синтеза ДНК и процессов метилирования (того самого механизма, на котором основаны эпигенетические часы). Без достаточного количества фолата нарушаются процессы деления и «починки» генетического материала.

• Витамин B12 — работает в паре с фолатом, также участвует в синтезе ДНК.

• Цинк и селен — микроэлементы, необходимые для работы ферментов, восстанавливающих поврежденную ДНК и защищающих от окислительного стресса.

• Магний — кофактор сотен ферментов, включая те, что участвуют в репарации ДНК.

• Клетчатка — не только для пищеварения, но и как пребиотик, влияющий на воспалительные процессы через микробиоту, а также связывающая токсины.

• Мононенасыщенные жиры (в соотношении с насыщенными) — отражают качество потребляемых жиров.

• Изофлавоны — растительные соединения (содержатся в сое, бобовых), обладающие противовоспалительными и антиоксидантными свойствами.

Для каждого из этих компонентов баллы начислялись не «на глаз», а на основе официальных норм потребления — Dietary Reference Intakes (DRI). Женщина получала 0 баллов, если потребляла нутриент ниже Estimated Average Requirement (EAR — уровень, достаточный для половины популяции), 1 балл — если потребление находилось между EAR и Recommended Dietary Allowance (RDA — уровень, достаточный для 97-98% популяции), и 2 балла — если превышала RDA. То есть ENI оценивает не просто наличие нутриента, а достаточность его потребления с точки зрения физиологических норм.

Результат: каждый дополнительный балл ENI (по шкале от 0 до 24) был связан с уменьшением эпигенетического возраста на 0,17 года (β = -0,17; 95% ДИ: от -0,29 до -0,06). Это подтверждает гипотезу авторов: даже при прочих равных, женщины, чей рацион покрывает повышенные потребности организма в этих «про-эпигенетических» нутриентах, имеют более молодые клетки.

«Наши результаты показывают, что добавленный сахар не просто добавляет калории, а буквально встраивается в механизмы клеточного старения, — комментирует ведущий автор исследования Дороти Ти Чиу. — В то же время, даже на фоне умеренного потребления сахара, диета, богатая необходимыми нутриентами, продолжает оказывать защитное действие».