Вред красного мяса и эволюция

[diabet_2]

Будучи ортодоксальным эволюционистом, я не мог взять в толк - каким же образом потребление красного мяса млекопитающих (говядина, баранина, свинина и т.д.) и продуктов его переработки связывают с рисками развития диабета 2 типа, сердечно-сосудистых и кардиологических проблем, и даже с онкологией. Ведь все становление вида Homo Sapiens, как минимум последние 300 000 лет, проходило под флагом охоты на своих эволюционных одноклассников, начиная от полевых мышей и заканчивая мамонтами. Неужели мясо млекопитающих для нас является потенциально токсичным?



Международное агентство ООН по исследованиям рака (International Agency for Research on Cancer - IARC) в 2015 году даже опубликовало пресс-релиз, посвященный оценке потребления красного мяса и обработанных мясопродуктов [1], где констатировало, что относительный риск рака толстого кишечника при ежедневном употреблении каждых 50 граммов красного мяса возрастает на 18%, т.е. абсолютный риск увеличивается с 2.7% [2] до 3.2%. Риск возрастает минимально, т.е. на одного дополнительного заболевшего на 200 человек. Однако, это значение оказалось статистически значимо, не доверять IARC оснований тоже нет - они перелопатили несколько сотен исследований на эту тему и честно говорят, что на такой низкой корреляции доказательства будут достаточно слабые, кроме того, не было возможности провести разделения между красным мясом и способами его приготовления или переработки, которые могут вносить канцерогены или опасные консерванты. Но дыма без огня не бывает.

Немного более доказательной, но на значительно меньшем объеме исследований, выглядела оценка рисков ишемической болезни сердца (ИБС), инсультов и других сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [3]. По инсультам влияния обнаружено не было, по ИБС риски возрастали на 47%, по ССЗ - на 19%, но только на продуктах переработки красного мяса.

А вот по диабету второго типа исследований по влиянию потребления красного мяса и продуктов его переработки проводилось очень много. В 2019 году вышел обзор всех доступных мета-анализов таких исследований [4], где доказательства были оценены, как имеющие высокую степень достоверности и показали значимое увеличение относительных рисков развития диабета 2-го типа на 17% при употреблении дополнительных 100г необработанного красного мяса, а для продуктов его переработки риски были выявлены в разы выше. Но и здесь абсолютный риск получается тоже не таким большим, а на фоне базового уровня риска заболеть диабетом 2-го типа в 6% и веса прочих риск-факторов СД2, он вообще пренебрежимо мал.

Хоть риски потребления красного мяса на рак, диабет и кардиологию несущественны, но они есть. Они влияют на горизонт продолжительности жизни, что для эволюции не столь значимо. Для эволюции значима фертильность. А вот здесь, в прямом смысле, человечество получает удар ниже пояса - у мужчин прослеживается снижение фертильности, связанное с большей долей потребления красного мяса и продуктов его переработки за счет снижения доли рыбы и птицы в рационе [5]. Риски, опять же, измеряются единицами процентов, опять появляется переработанное мясо, но эффект есть и явно входит в противоречие с направленностью эволюции.

Возникает резонный вопрос - чем же человек так провинился перед классом млекопитающих, что платит небольшим риском снижения фертильности и серьезных заболеваний за поедание себе подобных? Вдаваться в законы кармы мы не будем, не будем так же ерничать по поводу библейских диетических рекомендаций, классифицирующих мясо парнокопытных как здоровую пищу, обладающую наиболее полным и сбалансированным для человека аминокислотным составом. Будем искать отличия в биохимии человека и прочих млекопитающих, которое является виновником всего этого безобразия.

Явным отличием биохимии человеческого вида от прочих млекопитающих является несовместимость плазмы крови. Такие опыты проводились еще более века назад и дали плачевный результат, хотя переливание крови между разными видами млекопитающих проходит успешно, но человек реагирует на плазму животных несмертельной иммунной реакцией, проявляющейся через несколько дней. Загадка разрешилась, когда было найдено различие в замыкающих молекулах гликанов человека и остальных млекопитающих. Гликаны могут модифицировать свойства белков, к которым они прикрепляются. Они встречаются в живых клетках в виде гормонов, иммуноглобулинов и являются неотъемлемой частью мембран и бактериальных клеточных стенок. Среди различных типов олигосахаридных структур наиболее разнообразными и сложными являются аспарагиновые олигосахариды (N-гликаны). N-гликаны, содержащие остатки сиаловой кислоты, участвуют во множестве важных физиологических событий, включая распознавание клеток, адгезию, трансдукцию сигнала и контроль качества.

У млекопитающих гликаны замыкаются сиаловыми кислотами - либо N-ацетилнейраминовой кислотой (Neu5Ac), либо N-гликолилнейраминовой (Neu5Gc). У птиц, рептилий, рыб и моллюсков Neu5Gc встречается в следовых количествах, как, кстати, и в молоке всех млекопитающих. Отличие между кислотами - всего лишь один атом кислорода, но у нас используется исключительно Neu5Ac, а на Neu5Gc-гликаны у человека происходит стойкая иммунная реакция.

Это различие возникло примерно 2-3 миллиона лет назад. Именно тогда у рода Homo и возникла мутация по гену CMAN [6], регулирующего конверсию сиаловых кислот Neu5Ac -> Neu5Gc:



После того, как виновник был найден, все с красным мясом встало на свои места - целенаправленный поиск по результатам деятельности антител на Neu5Gc-гликаны в многочисленных исследованиях определил их, как одну их причин вялотекущего хронического воспаления, стали понятны механизмы сопутствующих эндотелиальных дисфункций, а, следовательно, и возрастания рисков рака, кардиологических и сосудистых проблем, и диабета [7-9]. Было так же раскрыто влияние антител Neu5Gc на фертильность [10,11].

Но почему же эта мутация возникла и закрепилась естественным отбором, если она несет негативные последствия для вида Homo, делая часть его пищевой базы потенциально токсичной? Что вынудило возникнуть эту мутацию?

Дело в том, что Neu5Gc используется многими инфекционными патогенами животных для проникновения в клетку [6]. Но почему эта мутация есть только у людей? И здесь нам стоит обратиться к акватической гипотезе происхождения человека, независимо выдвинутой Максом Вестенхофером в 1926 году, морским биологом Алистером Харди в 1960 году, и горячо популяризируемой великим и эпатажным Сергеем Савельевым. Согласно этой гипотезе, предки современных людей пошли по пути эволюции, отличному от других человекообразных обезьян, поскольку они адаптировались к более водному образу жизни. Наших предков просто выдавили в «гиблые места» - жаркая обводненная местность, вероятно, в приливной зоне, была чашкой Петри для разведения всевозможных патогенов, в том числе и проникающих по пути Neu5Gc, что снижало выживаемость любых млекопитающих в такой среде. Однако, с точки зрения огромной пищевой белковой базы, состоявшей из птиц, рептилий, и водной фауны, с точки зрения богатства фруктов (вспомните, например, нынешние мангровые заросли), отсутствие крупных хищников, эти места выглядели очень привлекательно, если бы не болезни. Сделать их раем для Homo и помогла мутация по гену CMAH, лишившей нас Neu5Gc, но давшая иммунитет против патогенов, проникающих по ее пути. Бинго? Пока нет.

Что еще принесла эта мутация нашему виду? Вообще-то, мы зря считаем себя слабыми созданиями - выносливость человека в беге и ходьбе по сравнению с другими млекопитающими существенно выше [12]. И дело здесь отнюдь не только в биомеханике нашего прямохождения, но и... Ответить на этот вопрос помогли упомянутые исследования последствий деятельности антител на Neu5Gc-гликаны, когда генетически-модифицированных по CMAH подопытных мышей догадались проверить на выносливость [13]. Оказалось, что эта мутация вызывает значимое, до 30%, увеличение выносливости, до 12% увеличения скорости бега и на 20% общей дальности у мутировавших мышей, по сравнению с обычными животными. Именно это и помогло нашим предкам получить преимущества в загонной охоте, где выносливость охотника определяет успех, а впоследствии, через пару миллионов лет, неумолимо расселиться по всей планете.

Но и это еще не все. Когда мутантных мышек исследовали более подробно, то обнаружили локализацию этих изменений преимущественно в диафрагме и камбаловидной мышце (находится под икроножными), где от 10 до 50% повысилась степень утилизации кислорода. Вероятно, это исследование и навело на мысль гораздо пристальнее покопаться в биохимии работы камбаловидной мышцы человека [14].

Наверное, каждому еще со школы знакомо, что при долгом сидении за столом возникает спонтанное желание потрясти ногой - носок остается на полу, а пятка отрывается от пола и колено заходится вверх-вниз этаким «нервным тиком». Но это не нервы. Это совершенно естественная реакция нашего тела на отсутствие движения, за которой стоит целый каскад физиологических последствий. Подъем пятки изолированно нагружает камбаловидную мышцу, которая обладает огромным потенциалом окислительного метаболизма по сравнению с другой мускулатурой, минимально потребляя при этом гликоген.

Как известно, любая окислительная физическая нагрузка сопровождается выходом в кровоток митохондриальных пептидов, улучшающий утилизацию триглицеридов ЛПОНП и увеличивающих чувствительность всех, даже отдыхающих, мышечных тканей к инсулину [15]. Вот только при аэробной нагрузке практически всех мышц этот выход наблюдается через 40-45 минут [14], а при изолированной нагрузке камбаловидной мышцы она «срабатывает» практически сразу - улучшение системного гомеостаза ТГ-ЛПОНП и глюкозы наблюдается уже через 6-10 минут.

В чем хитрость данного исследования [14] - наше тело создано для максимальной экономии энергии для передвижения и, в частности, снижения нагрузки на камбаловидные мышцы. А вот простой подъем пятки в положении сидя изолирует ее и заставляет включиться на полную, на уровне эквивалентном чуть ли не бегу. В итоге, этим упражнением можно снизить скачок глюкозы после еды процентов на 50 (примерно на 2.8 ммоль/л) и на 60 % снизить гиперинсулинемию. То есть, локальная сократительная активностью небольшой окислительной мышечной массы (∼1% массы тела) является мощным методом улучшения системной метаболической регуляции.

Click to view

Естественно, я попробовал на себе - да, работает. Даже ленивые медленные подъемы пятки после обеда сидя за компьютером «утоптали» глюкозу через 2 часа после еды до 5.6 ммоль/л, при контрольных 6.4-6.8ммоль/л. С точки зрения исследователей, даже простое поднимание пятки в положении сидя в течение 15 минут после еды - лучше, чем почти любые физические упражнения. Опосредованно, эти сногсшибательные эффекты влияния на метаболизм глюкозы подтверждаются опытами неспешной прогулки на 10-15 минут после еды.

Вот так, начав с рисков употребления красного мяса для диабетиков второго типа, совершив экскурсию на 3 миллиона лет назад, мы вышли на простой прикладной способ нормализации метаболизма, который можно использовать любому человеку, особенно в наш малоподвижный век. Так что, отнюдь не труд сделал из обезьяны человека, а маленькая мутация по гену CMAH, которая случилась в нужном месте в нужное время. Те эволюционные преимущества, которые мы обрели, не идут ни в какое сравнение с небольшой платой за потребление красного мяса.

Есть или не есть?

С продуктами глубокой мясной переработки, где неизвестные белковые составляющие тел и шкур млекопитающих замешаны с 50% насыщенных жиров, консервантами и жутким количеством соли, все ясно - при здоровом питании их априори нужно исключать любому человеку.

С красным мясом вопрос сложнее.  Как мы разобрались, употребление красного мяса дает иммунную реакцию, то есть повышает воспаление. Если у пожилых людей, за 65 лет, или человека с ожирением или отсутствием физической активности уровень провоспалительных маркеров высок, то постоянное употребление красного мяса будет его дополнительно повышать. Организм может не справляться с таким повышением, что и подтверждают исследования - риски потребления красного мяса растут с индексом массы тела и с возрастом [17].

Для людей, поддерживающих себя в форме, с низким уровнем системного воспаления, к стейку из хорошей говядины с бокалом красного сухого вина вряд ли стоит менять отношение - просто не переедайте, риски мизерные. Да и в современных реалиях потребления, при малом количестве и разнообразии морепродуктов, красное мясо гораздо лучше птицы закрывает многие потребности организма в В12, железе, цинке и таурине.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. IARC Working Group on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Red Meat and Processed Meat. Lyon (FR): International Agency for Research on Cancer; 2018. PMID:29949327
2. Lanza E, Yu B, Murphy G, et al. The polyp prevention trial continued follow-up study: no effect of a low-fat, high-fiber, high-fruit, and -vegetable diet on adenoma recurrence eight years after randomization. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2007;16(9):1745-1752. doi:10.1158/1055-9965.EPI-07-0127 PMID:17855692
3. Micha R, Wallace SK, Mozaffarian D. Red and processed meat consumption and risk of incident coronary heart disease, stroke, and diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Circulation. 2010;121(21):2271-2283. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.109.924977 PMID:20479151 PMCID:PMC2885952
4. Neuenschwander M, Ballon A, Weber KS, et al. Role of diet in type 2 diabetes incidence: umbrella review of meta-analyses of prospective observational studies. BMJ. 2019;366:l2368. Published 2019 Jul 3. doi:10.1136/bmj.l2368 PMID:31270064 PMCID:PMC6607211
5. Xia W, Chiu YH, Williams PL, et al. Men's meat intake and treatment outcomes among couples undergoing assisted reproduction. Fertil Steril. 2015;104(4):972-979. doi:10.1016/j.fertnstert.2015.06.037 PMID:26206344 PMCID:PMC4592805
6. Dhar C, Sasmal A, Varki A. From "Serum Sickness" to "Xenosialitis": Past, Present, and Future Significance of the Non-human Sialic Acid Neu5Gc. Front Immunol. 2019;10:807. Published 2019 Apr 17. doi:10.3389/fimmu.2019.00807 PMID:31057542 PMCID:PMC6481270
7. Varki A. Colloquium paper: uniquely human evolution of sialic acid genetics and biology. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107 Suppl 2(Suppl 2):8939-8946. doi:10.1073/pnas.0914634107 PMID:20445087 PMCID:PMC3024026
8. Samraj AN, Pearce OM, Läubli H, et al. A red meat-derived glycan promotes inflammation and cancer progression. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(2):542-547. doi:10.1073/pnas.1417508112 PMID:25548184 PMCID:PMC4299224
9. Kavaler S, Morinaga H, Jih A, et al. Pancreatic beta-cell failure in obese mice with human-like CMP-Neu5Ac hydroxylase deficiency. FASEB J. 2011;25(6):1887-1893. doi:10.1096/fj.10-175281 PMID:21350118 PMCID:PMC3101031
10. Sroga JM, Wu DH, Ma F, Tecle E, Reynoso HS, et al. (2015) Detection of the dietary xenoglycan N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc) and anti-Neu5Gc antibodies within reproductive tracts of male and female infertility subjects. Clin Obstet Gynecol Reprod Med 1: doi:10.15761/COGRM.1000120
11. Leviatan Ben-Arye S, Schneider C, Yu H, et al. Differential Recognition of Diet-Derived Neu5Gc-Neoantigens on Glycan Microarrays by Carbohydrate-Specific Pooled Human IgG and IgA Antibodies. Bioconjug Chem. 2019;30(5):1565-1574. doi:10.1021/acs.bioconjchem.9b00273 PMID:30994337 PMCID:PMC6756923
12. Bramble DM, Lieberman DE. Endurance running and the evolution of Homo. Nature. 2004;432(7015):345-352. doi:10.1038/nature03052 PMID:15549097 SCI-HUB
13. Okerblom J, Fletes W, Patel HH, Schenk S, Varki A, Breen EC. Human-like Cmah inactivation in mice increases running endurance and decreases muscle fatigability: implications for human evolution. Proc Biol Sci. 2018;285(1886):20181656. Published 2018 Sep 12. doi:10.1098/rspb.2018.1656 PMID:30209232 PMCID:PMC6158528
14. Hamilton MT, Hamilton DG, Zderic TW. A potent physiological method to magnify and sustain soleus oxidative metabolism improves glucose and lipid regulation. iScience. 2022;25(9):104869. Published 2022 Aug 5. doi:10.1016/j.isci.2022.104869 PMID:36034224 PMCID:PMC9404652 Youtube
15. Mendelsohn AR, Larrick JW. Mitochondrial-Derived Peptides Exacerbate Senescence. Rejuvenation Res. 2018;21(4):369-373. doi:10.1089/rej.2018.2114 PMID:30058454 SCI-HUB
16. von Walden F, Fernandez-Gonzalo R, Norrbom J, et al. Acute endurance exercise stimulates circulating levels of mitochondrial-derived peptides in humans. J Appl Physiol (1985). 2021;131(3):1035-1042. doi:10.1152/japplphysiol.00706.2019 PMID:34351816
17. Matison AP, Milte CM, Shaw JE, Magliano DJ, Daly RM, Torres SJ. Association between dietary protein intake and changes in health-related quality of life in older adults: findings from the AusDiab 12-year prospective study. BMC Geriatr. 2022;22(1):211. Published 2022 Mar 16. doi:10.1186/s12877-022-02894-y PMID:35291939 PMCID:PMC8925096