До същността на тези феномени пръв се докосва немският физик Рудолф Клаузиус, който през 1865 година постулира мистичната термодинамична величина ентропия, съдържаща в себе си фаталната обреченост на всеки материален обект във Вселената, в т.ч. и на най-съвършеното й творение – Хомо сапиенс (разумен човек – лат.). Според учения при необратимите процеси тази величина непрекъснато нараства. Но процесите, протичащи в биосистемите, по същество са необратими, следователно в тях е налице постоянно нарастване на тази мистериозна величина... И какво от това?
През 1872 година отговор на този въпрос дава австрийският физик Лудвиг Болцман, който показва, че ентропията следва да се разглежда като мярка за подредеността на една система. Т.е. колкото по-подредена е тя, толкова по-ниска е нейната ентропия и обратно. Близо столетие по-късно неговият сънародник Ервин Шрьодингер, носител на Нобелова награда, постулира, че в хода на своята жизнена дейност всеки жив организъм непрекъснато повишава своята ентропия, приближавайки се неумолимо към нейната максимална стойност, иначе казано – към смъртта. Значи
нарастването на безпорядъка в живия организъм е причина за неговата гибел?
Звучи логично, че за забавяне на неудържимото нарастване на ентропията, т.е. за отдалечаването на смъртта, в организма следва да се поддържа високо ниво на подреденост. Според Шрьодингер това може да се постигне чрез извличане от околната среда на субстанции с ниска ентропия, т.е. с висока подреденост. Но такава е и ролята на човешкия метаболизъм, който е свързан с използването на нутриенти с изключително висока подреденост – протеини, въглехидрати, липиди и витамини, и елиминиране чрез отделителната система на субстанции с ниско ниво на подреденост, т.е. с висока ентропия. Добре известно е с каква невероятна подреденост (с цели четири нива!) се отличават протеините. Въглехидратите, липидите и витамините също са изключителни шедьоври на подреденост. Да не говорим за т.нар. структурирана вода – източник на чудодейна витална сила, спорове за която не стихват и в наши дни. Е, тогава защо човекът старее и умира, след като чрез метаболизма си постоянно противодейства на нарастването на ентропията?
Оказва се, че надхитряването на неумолимите термодинамични закони е една непостижима задача. В средата на XX век американският професор Леонард Хайфлик доказва, че
клетките на човешкия организъм могат да претърпят около 50 (плюс-минус 10) деления и толкоз, след което загиват
Десетилетие по-късно американците Елизабет Блекбърн, Карол Грейдър и Джак Шостак показват, че краят на носителите на наследствената информация – хромозомите, е защитен от т.нар. теломери. При всяко деление на клетката, същите се „подрязват“, като след около 50 подрязвания те губят способността си да се делят и... загиват. Учените доказват, че в изграждането на теломерите ключова роля играе специфичен ензим – теломераза. При въвеждането му в организма на опитни мишки те постигнали удължаване на живота им с цели 24%! Дали въз основа на теломеразата някога ще се създаде чудодейният и бленуван еликсир, чрез който да „изкрънкаме“ още някоя година живот, ще покаже бъдещето...
А междувременно в средата на миналия век американският професор Денъм Харман публикува теория, в която доказва, че ключова роля за увеличаване на неподредеността в живите клетки, за тяхното състарявани и гибел, играят т.нар.
свободни радикали
– изключително агресивни форми на кислорода, които се отличават с невероятна физиологична активност. Под тяхното действие се нарушава уникалната подреденост на множество жизненоважни протеини, липиди, както и на молекулите на носителите на наследствената информация – молекулите на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Свободните радикали нанасят непоправими вреди и на митохондриите – миниатюрните клетъчни органели, в които се произвежда основната част от нужната на човешкия организъм енергия. Когато тези свръхагресивни частици вземат връх в организма, той попада в плен на т.нар оксидативен стрес, който отключва множество патологии – сърдечно-съдови, дегенеративни, онкологични, диабет тип 2 и т.н. Следователно свободните радикали играят съществена роля за повишаването на ентропията, т.е. неподредеността, безпорядъка в човешкото тяло.
И ето че в последните години усилено се заговори за още един процес, протичащ в човешкия организъм, който също има значителен принос за повишаване на неподредеността в него, т.е. за повишаване на ентропията, и по същество сериозно допринася за неговото стареене и гибел. Става дума за т.нар. гликиране.
Гликирането е неензимно взаимодействие между редуциращите захари
(глюкоза, фруктоза, лактоза, галактоза), респективно алдехидите, със свободните аминогрупи на протеини или аминокиселини, най-често лизин. От терминалните аминокиселини на протеините в това взаимодействие участват най-често лизин и аргинин. Гликирането е частен случай на т.нар. Майярова реакция, открита през 1912 година от младия французин Луи-Камий Майяр. Процесът на гликиране протича на няколко етапа. Най-напред, в хода на обратимо взаимодействие, се образуват т.нар. Шифови бази, които, в резултат на обратима изомеризация, се превръщат в по-стабилните Амадори-продукти. Шифовите бази и Амадори-продуктите се отнасят към ранните продукти на гликирането. Количеството на модифицираните по този начин протеини е пропорционално на концентрацията на редуциращите захари в кръвния ток. Впоследствие Амадори-продуктите претърпяват различни, предимно необратими, превръщания (окисление, кондензация и др.), в резултат на което се образува разнообразна група от вещества, т.нар. крайни продукти на гликирането (Advanced Glycosylation End-products – AGEs ). Последните бавно се натрупват в тъканите, предизвиквайки редица негативни ефекти в тях. Количеството на протеините, попаднали в плен на AGEs, не се понижава при намаление на нивото на редуциращите захари в кръвта, а напротив – непрекъснато нараства с времето. Нещо повече, те могат да формират по-сложни агрегати, „съшивайки се“ с аминогрупите на други белтъчни молекули. Гликирането е ключов процес при захарния диабет. Той води до частична или пълна загуба на физиологичната активност на определени протеини, което се отразява изключително негативно на общия тонус на организма.
Тъжна новина е, че
гликирането протича с нарастваща скорост през целия ни живот
Процесът започва твърде рано – още на 20-годишна възраст, и постепенно се ускорява с времето. Той е необратим и в значителна степен определя биологичната възраст на човека, неговия здравен статус и годините, които са му отредени на този свят. Няма никакъв спор, че един от ключовите фактори за интензивността на протичането на гликирането е нивото на редуциращи захари в кръвния ток. Многократно експериментално е потвърдено, че хора с високи нива на глюкоза изглеждат значително по-стари в сравнение с тези с нормални нива.
Гликирането е една от съществените причини за видимото стареене на кожата – провисването й, образуването на бръчки, появата на пигментни петна и пр. Но проблемът далеч не се състои само в тези, иначе твърде неприятни, визуални ефекти, а в това, че гликирането засяга мускулите, кръвоносните съдове, червата, нуклеиновите киселини и даже главния мозък. Но и това е само част от бедата. Около местата, в които се натрупват крайните продукти на гликирането (AGEs), постоянно се поддържа възпалителен процес и висока концентрация на свободни радикали. Това води до нарушение на нормалното функциониране на съответните органи и развитието на редица патологии, в т.ч. и онкологични.
За съжаление, някой много сериозно се е постарал да постави множество непреодолими прегради пред бленуваната вечна младост, но все пак съществуват някои начини за отдалечаване на неизбежната развръзка. Те включват сериозно ограничаване на храните, съдържащи редуциращи захари, както и на такива, които са претърпели високотемпературни обработки (печене, пържене). В менюто редовно да се включват храни, съдържащи значителни количества омега-3 и омега-6 полиненаситени мастни киселини (тлъсти риби, рапично и маслиново масло), както и такива, съдържащи пиридоксамин (една от формите на витамин В6), който препятства образуването на AGEs. Последният се съдържа в рибите, говеждия черен дроб, птичето месо, нахута и др. L-карнозинът, съдържащ се в мозъка и месото, както и флавоноидите, присъстващи в значителни количества в плодовете и зеленчуците, също забавят процесите на гликация и противодействат на възпалителните процеси. Разумният начин на живот и правилният хранителен режим са най-ефективното средство срещу този неотвратим процес в нашия организъм – гликирането.
Доц. д-р Димитър ПОПОВ
