Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

В этой статье разберем, как сахар вызывает гликацию («сахарование» клеток) и хроническое воспаление, как эти процессы связаны с биомаркерами старения, почему даже натуральные сладости (мед, сиропы, сухофрукты) при злоупотреблении небезопасны, и какие изменения в питании помогут замедлить часы старения.

Когда глюкоза или фруктоза сталкиваются с белками в наших клетках, происходит гликация – простыми словами, молекулы сахара «приклеиваются» к белкам без участия ферментов. Эти модифицированные молекулы со временем превращаются в стойкие соединения, конечные продукты гликации (AGEs). Они накапливаются в тканях по мере старения и буквально «консервируют» наши клетки: сахар сшивает нити белков, вызывая их затвердевание и потерю функции.

В коже жертвами гликации становятся коллаген и эластин — каркас, отвечающий за упругость и гладкость кожи. Глюкоза и особенно фруктоза прикрепляются к коллагеновым волокнам, образуя перекрестные связки, то есть склеивая их между собой. В результате коллаген теряет эластичность и способность к восстановлению, кожа становится жестче и тоньше, появляются морщины. Исследования показывают, гликация — одна из основных внутренних причин старения кожи наряду с воздействием ультрафиолета.

Еще один механизм, через который избыток сахара подтачивает нашу молодость, – это хроническое воспаление. В норме воспалительная реакция помогает организму бороться с инфекциями и восстанавливать ткани. Но при постоянном избыточном потреблении сахара в организме формируется фон слабого, но непрекращающегося воспаления. В англоязычной науке даже появился термин inflammaging – воспалительное старение, когда уровень провоспалительных молекул повышен годами без очевидной инфекции.

Во-первых, продукты гликации (AGEs), как мы выяснили, активируют рецепторы RAGE и запускают высвобождение цитокинов, сигналов воспаления. Во-вторых, высокий уровень глюкозы сам по себе влияет на иммунные клетки и генную активность. Исследования показывают, что диета с избытком сахаров — ключевой фактор развития низкоуровневого хронического воспаления. В крови повышается концентрация С-реактивного белка (CRP) и цитокинов, вроде интерлейкина-6 (IL-6), и фактор некроза опухоли (TNF-α). Эти маркеры указывают на постоянное воспалительное состояние.

Сахар бьет по нескольким направлениям: усиливает образование свободных радикалов, повышает уровень инсулина и нарушает обменные пути, которые в итоге активируют главный «переключатель» воспаления – фактор NF-κB.

В экспериментах на клетках кожи было показано, что избыток глюкозы усиливает в них экспрессию генов старения (р21, р53) и провоцирует секрецию провоспалительных молекул, ускоряя приход клеточного старения. Такое скрытое воспаление со временем наносит урон всем системам – от сосудов до мозга – и считается одним из драйверов старения организма наряду с укорочением теломер и накоплением повреждений ДНК.

Иными словами, сахар подбрасывает дрова в медленный огонь воспаления, который годами тлеет в тканях и ускоряет их износ. Кстати, о теломерах: эти концевые участки хромосом укорачиваются при каждом делении клетки и считаются молекулярными часами старения. Так вот, в одном исследовании люди, регулярно пившие много сладкой газировки, имели значительно более короткие теломеры. Ученые из Калифорнии выяснили, что ежедневное употребление ~600 мл (20 унций) сладкой содовой ассоциировано с эффектом, эквивалентным прибавке 4,6 года биологического возраста по длине теломер.

А более свежая работа 2024 года показала, что даже при здоровом питании каждый лишний грамм добавленного сахара в рационе «состаривает» эпигенетические часы клеток, тогда как антиоксидантные и противовоспалительные компоненты питания, напротив, омолаживают их. Проще говоря, избыток сахара ускоряет биологическое старение наших клеток – это фиксируется по измеряемым маркерам, будь то теломеры или эпигенетические метки ДНК.

Многие стараются избегать рафинированного сахара, выбирая «полезные» сладости, – мед, сироп агавы, кленовый сироп, сухофрукты, свежевыжатые соки. Действительно, такие продукты содержат помимо сахаров витамины, антиоксиданты и выглядят более натурально. Однако с биохимической точки зрения нашему организму все равно, откуда пришел сахар из тростника или из улья пчел. Избыток простых сахаров в любом виде запускает гликацию и воспаление. Например, фруктоза, главный сахар в меде, фруктах и сиропах, даже более коварна в плане гликации, чем глюкоза. В лабораторных экспериментах показано, что молекулы фруктозы образуют AGEs в несколько раз быстрее, чем молекулы глюкозы. Биохимики объясняют это строением фруктозы: она более реакционноспособна, легко вступает в реакцию Майяра (карамелизацию). Так что, когда мы щедро поливаем кашу медом или налегаем на финики, наш коллаген испытывает ту же атаку сахара, что и при обычном сахаре – а то и сильнее.

Конечно, мед и сухофрукты не токсичны сами по себе. В умеренных количествах они могут быть частью здорового рациона. Проблема в том, что их легко переедать, считая более безопасными. Мед примерно на 80% состоит из сахаров (фруктозы и глюкозы). Сухофрукты – концентрат фруктового сахара: без воды плоды становятся маленькими «сахарными бомбами» (например, в 100 г изюма ~65 г сахаров). Сиропы (агавы, топинамбура) нередко содержат еще больше фруктозы, чем классический сахар. А фруктоза при чрезмерном потреблении нагружает печень, способствует образованию жира и инсулиновой резистентности.

В одном эксперименте на крысах группу грызунов целый год поили раствором фруктозы, а контрольных – раствором глюкозы или обычной водой. Результат – у «фруктозных» крыс признаки ускоренного старения оказались наиболее выраженными: в крови высокий уровень гликированного гемоглобина (маркер гликации), в коже – больше нерастворимого сшитого коллагена и флуоресцирующих AGE-продуктов, а также повышенное окисление липидов. Интересно, что уровень глюкозы в крови у всех групп оставался нормальным – то есть именно фруктоза, не вызывая гипергликемии, через другие механизмы усилила гликацию и оксидативный стресс.

Можно ли замедлить старение, просто изменив рацион? Да, питание с пониженным содержанием сахара, богатое антиоксидантами и здоровыми жирами, помогает снизить гликацию, ослабить хроническое воспаление и сохранить коллаген в рабочем состоянии.

Убирая лишние 10 г сахара в день, вы делаете подарок своим клеткам: меньше воспаления, меньше гликации и больше шансов, что внешность и самочувствие будет вас радовать.