Как наука помогает замедлить старение: что такое гликация и как ее контролировать

Старение невозможно остановить, но на некоторые процессы, участвующие в возрастных изменениях, можно влиять. Один из них – гликация. Со временем она меняет свойства некоторых белков, в том числе, коллагена, от которого во многом зависят плотность и упругость кожи.

Гликацию иногда называют «тихим врагом молодости»: процесс идет постепенно и долго остается незаметным. Считается, что по мере накопления таких изменений коллаген становится более жестким, а кожа может терять эластичность. Точный вклад гликации в старение кожи при этом остается предметом исследований.

О том, что говорит наука о гликации, чем она опасна и как на нее можно влиять, – в новом материале блога Luxeface & Luxebody.

Что такое гликация

Гликация – это химическая реакция, при которой молекулы сахара соединяются с белками без участия специальных ферментов.

Впервые подобные реакции описал французский химик Луи Камилл Майяр еще в 1912 году, изучая процессы, из-за которых пища темнеет при нагревании. Позже выяснилось, что родственные химические превращения происходят и в организме человека – только гораздо медленнее и при обычной температуре тела.

Если объяснять совсем просто, гликация напоминает постепенное «склеивание» сахаров с белками.

Представьте коллаген и эластин как упругие волокна, формирующие каркас кожи. В процессе гликации образуются конечные продукты гликирования – AGEs, от английского Advanced Glycation End-products. Часть этих соединений формирует дополнительные сшивки между белковыми молекулами. В результате волокна становятся более жесткими и хуже сохраняют прежнюю гибкость.

В научной литературе используют два близких термина – «гликация» и «гликирование». А выражение «гликостарение» чаще встречается в популярных материалах, когда хотят подчеркнуть связь этого процесса с возрастными изменениями.

AGEs способны не только менять свойства белков, но и участвовать в развитии окислительного стресса и хронического воспаления.

Откуда берутся конечные продукты гликирования

У AGEs – два основных источника.

1. Образуются внутри организма.

Гликация постоянно происходит и у здорового человека. Однако ее скорость заметно увеличивается, если уровень глюкозы в крови долго остается повышенным. Особенно хорошо эта связь изучена при недостаточно контролируемом сахарном диабете.

Именно хроническая гипергликемия, то есть, длительное повышение сахара в крови, наиболее убедительно связана с ускоренным накоплением продуктов гликирования.

2. Поступают с едой.

Некоторые AGEs образуются в продуктах во время приготовления. Особенно этому способствует сухой нагрев при высокой температуре – например, жарка, приготовление на гриле или запекание до выраженной корочки.

При этом сама золотистая корочка – не «слой AGEs». Во время нагревания одновременно происходят многочисленные химические реакции, и образование некоторых продуктов гликирования – лишь часть этого процесса.

Количество пищевых AGEs зависит и от самого продукта, и от способа его приготовления.

Отдельная тема – избыток свободных сахаров: сладких напитков, сиропов, фруктовых соков. Их значение связано прежде всего не с тем, сколько AGEs уже находится в продукте, а с тем, как регулярный избыток сахара отражается на обмене глюкозы и тем самым может создавать условия для более активного образования AGEs внутри организма.

Способ приготовления пищи тоже имеет значение. Варка, тушение и приготовление на пару обычно приводят к образованию меньшего количества некоторых AGEs, чем жарка и гриль.

При этом вклад именно пищевых AGEs в старение кожи и организма человека пока изучен не полностью. Поэтому речь идет не о необходимости полностью отказаться от запеченной или жареной еды, а скорее о разумном балансе способов приготовления.

Как гликация ускоряет старение: что говорят исследования

Гликация затрагивает не только кожу. Изменяться могут разные молекулы в разных тканях организма.

Особенно заметно AGEs накапливаются в белках, которые обновляются медленно. Один из главных примеров – коллаген. Ученые связывают его гликирование с целым рядом возрастных изменений.

В коже накопление AGEs связывают с:

• повышением жесткости коллагена и снижением эластичности;

• нарушением процессов восстановления тканей;

• формированием морщин;

• изменениями пигментации, или дисхромией.

Но гликация – далеко не единственная причина старения кожи. На ее состояние одновременно влияют ультрафиолет, гормональные изменения, курение, образ жизни и естественные возрастные процессы.

Внутри организма накопление AGEs изучают в связи с:

• повышением жесткости артерий и другими сосудистыми изменениями;

• осложнениями сахарного диабета – поражением почек, сетчатки и периферических нервов;

• нейровоспалительными и нейродегенеративными процессами.

Один из механизмов связан с рецептором RAGE. Это специальная структура на поверхности клеток, способная взаимодействовать с некоторыми AGEs. Такое взаимодействие может запускать цепочку сигналов, связанных с окислительным стрессом и воспалительной реакцией.

AGE–RAGE-сигналинг исследуют при диабете, сердечно-сосудистых заболеваниях, нейродегенеративных процессах и других состояниях. Его изучают и в опухолевой биологии, однако доказательств того, что AGEs сами по себе являются причиной возникновения рака у человека, нет.

Иногда гликацию образно сравнивают с «медленным пожаром изнутри». Метафора помогает представить постепенное накопление повреждений, но воспринимать ее буквально не стоит. Реакции, происходящие в организме при температуре 37 °C, и потемнение продуктов на гриле химически родственны, однако это не один и тот же процесс.

Как гликирование отражается на разных органах

Последствия гликации зависят от того, какие молекулы подвергаются изменениям и в каких тканях они находятся.

Кожа и соединительная ткань

В коже гликация затрагивает прежде всего коллаген и эластин – белки, от которых зависят прочность и упругость дермы.

Дополнительные сшивки между их волокнами делают структуры более жесткими и менее эластичными, а их обновление затрудняется.

Похожие механические изменения изучают и в других тканях, богатых коллагеном, например, в сухожилиях и связках.

Но определить степень гликации по состоянию кожи невозможно. Морщины, сухость или снижение упругости могут быть связаны с ультрафиолетом, гормональными изменениями, курением, особенностями ухода и естественным старением.

Поэтому «диагностировать гликацию по лицу» – ненаучный подход.

Сосуды

Стенка здоровой артерии должна оставаться достаточно эластичной, чтобы реагировать на движение крови и изменения давления.

Когда структурные белки сосудистой стенки становятся более жесткими, меняются и ее механические свойства. Кроме того, AGEs способны воздействовать на эндотелий – внутренний слой сосудов, который участвует в регуляции их тонуса, воспалительных реакций и свертывания крови.

Поэтому гликацию рассматривают как один из механизмов сосудистого повреждения, особенно при сахарном диабете.

Интересные данные были получены в длительном исследовании DCCT/EDIC у людей с диабетом 1 типа. Содержание некоторых продуктов гликирования в коллагене кожи было связано с последующим прогрессированием субклинических сердечно-сосудистых изменений.

Но речь идет об исследовательском биомаркере. Эти данные совершенно не означают, что состояние сосудов можно оценить по внешнему виду кожи.

Почки, сетчатка и нервы

Гликация участвует и в механизмах развития диабетических осложнений – поражения почек, сетчатки глаза и периферических нервов.

Здесь одновременно имеют значение изменения тканевых белков, воспалительные процессы и повреждение мелких сосудов.

В исследованиях людей с диабетом 1 типа содержание отдельных AGEs в коже было связано с дальнейшим прогрессированием некоторых микрососудистых осложнений. Однако такой анализ не может заменить обследование почек, глаз или нервной системы.

Есть и обратная связь: почки участвуют в выведении части продуктов гликирования, поэтому при снижении их функции AGEs могут накапливаться активнее.

Роль гликации изучают и в нервной системе, в том числе при нейровоспалении и нейродегенеративных процессах.

Однако сегодня недостаточно оснований утверждать, что какая-либо специальная «антигликационная» добавка способна предотвращать деменцию у человека. Гораздо надежнее опираться на меры с доказанной пользой – поддерживать нормальный уровень глюкозы, физическую активность и вовремя проходить необходимые обследования.

Кто в группе риска

Гликирование происходит у всех людей. Но в некоторых ситуациях образование и накопление AGEs может идти быстрее.

Наиболее убедительно этот процесс связан с хроническим повышением уровня глюкозы в крови – прежде всего при сахарном диабете и предиабете.

Ожирение и инсулинорезистентность повышают вероятность нарушений углеводного обмена и поэтому тоже могут создавать условия для более активной гликации.

На метаболическое здоровье влияют и другие факторы:

• избыток свободных сахаров в рационе;

• недостаток сна;

• малоподвижный образ жизни;

• хронический стресс.

Это не означает, что человек, который мало спит или часто ест сладкое, обязательно имеет «ускоренную гликацию».

Правильнее воспринимать эти факторы как повод внимательнее относиться к обмену веществ. При наличии рисков можно обсудить с врачом, требуется ли проверить показатели углеводного обмена.

Можно ли измерить гликацию и определить по ней биологический возраст

Единственного анализа, который показал бы «уровень гликации всего организма», в обычной клинической практике не существует.

Разные методы оценивают разные стороны обмена глюкозы или накопления продуктов гликирования, поэтому заменять один показатель другим нельзя.

Что сдают и что это дает:

• Глюкоза плазмы натощак показывает уровень сахара в крови в конкретный момент. По ней нельзя определить, сколько AGEs накопилось в тканях.

• Гликированный гемоглобин (HbA1c) отражает средний уровень глюкозы примерно за последние 2–3 месяца. Этот показатель действительно основан на гликировании гемоглобина, но его задача – оценить углеводный обмен, а не степень изменения коллагена или «скорость старения».

• Глюкозотолерантный тест показывает, как организм справляется с нагрузкой глюкозой. Это диагностический инструмент, а не тест на биологический возраст.

• Кожная автофлуоресценция позволяет косвенно оценить накопление части флуоресцирующих соединений, среди которых есть некоторые AGEs. Но флуоресцируют далеко не все продукты гликирования, а на результат могут влиять и другие факторы. Поэтому универсальным тестом на старение этот метод не является.

В обычной клинической практике исследования углеводного обмена нужны прежде всего для диагностики предиабета и сахарного диабета.

Для этого используют глюкозу плазмы натощак, HbA1c и в некоторых случаях пероральный глюкозотолерантный тест. Какие именно исследования нужны конкретному человеку, определяет врач.

Как контролировать гликацию: что работает

Полностью остановить гликирование невозможно – это естественная часть обменных процессов.

Но на факторы, которые способны ускорять его течение, действительно можно влиять.

1. Сократить быстрые углеводы.

В первую очередь, имеет смысл сократить избыток продуктов, которые легко дают большую сахарную нагрузку: сладостей, сладкой газировки, сиропов, фруктовых соков и большого количества рафинированных продуктов.

Цельные фрукты исключать не нужно. В отличие от соков, в них сохраняются клетчатка и структура продукта, поэтому они остаются частью полноценного сбалансированного рациона.

2. Изменить способ приготовления.

Не обязательно полностью отказываться от жареного. Но если большая часть еды ежедневно готовится на сильном сухом нагреве до выраженной корочки, стоит чаще выбирать альтернативы – варку, тушение, приготовление на пару; запекание лучше проводить при умеренной температуре и без сильной корочки.

Кислая среда тоже может уменьшать образование некоторых AGEs при определенных способах приготовления. Например, значение может иметь маринование продуктов с лимонным соком или уксусом.

3. Сделать рацион разнообразным

Овощи, ягоды, зелень, бобовые и другие растительные продукты обеспечивают организм клетчаткой, витаминами и множеством биологически активных соединений.

Но называть их средством для нейтрализации AGEs было бы некорректно.

Некоторые вещества, например альфа-липоевую кислоту и астаксантин, изучают в связи с окислительным стрессом и процессами гликации. Однако клинических данных пока недостаточно, чтобы считать их специальной антигликационной терапией.

4. Наладить сон.

Хронический недостаток сна способен ухудшать чувствительность тканей к инсулину и регуляцию уровня глюкозы.

Поэтому нормальный сон важен не только для самочувствия, но и для метаболического здоровья. Для большинства взрослых ориентир составляет примерно 7–9 часов сна в сутки с учетом индивидуальной потребности.

5. Двигаться.

Физическая активность помогает повышать чувствительность к инсулину и участвует в регуляции уровня глюкозы.

Для этого необязательно ежедневно заниматься интенсивным спортом. Регулярная ходьба тоже работает на поддержку метаболического здоровья.

6. Проверять показатели.

Если есть факторы риска нарушений углеводного обмена, врач может рекомендовать проверить:

• глюкозу плазмы натощак;

• гликированный гемоглобин (HbA1c), который отражает средний уровень сахара за последние 2–3 месяца;

• в определенных ситуациях – пероральный глюкозотолерантный тест.

Все эти меры выглядят довольно привычно – питание, сон, движение, контроль показателей. Но именно из таких повседневных решений складывается стратегия, которая помогает снизить метаболические факторы, способствующие избыточному образованию AGEs.

Можно ли обратить гликацию вспять

Все зависит от того, на каком этапе находится процесс.

Ранние реакции гликации могут быть обратимыми. Но после дальнейших химических превращений формируются устойчивые конечные продукты гликирования и дополнительные сшивки между белками.

При этом ткани организма постоянно обновляются: старые белки постепенно расщепляются и заменяются новыми. Скорость этого процесса различается в разных тканях.

Коллаген относится к долгоживущим белкам, поэтому изменения в нем могут сохраняться длительное время. Дополнительные сшивки еще сильнее затрудняют обновление таких структур.

Именно поэтому нормализация уровня глюкозы полезна, но не означает, что накопленные за годы изменения исчезнут через несколько недель.

На сегодняшний день нет надежно подтвержденного универсального способа удалить из тканей все AGEs и тем самым обратить старение вспять.

Практическая задача состоит не в попытке «разрушить» все уже сформировавшиеся AGEs, а в том, чтобы уменьшать факторы, способствующие образованию новых.

Возможности косметололгии при возрастных изменениях кожи

Косметологические процедуры не удаляют накопившиеся AGEs и не способны обратить гликацию вспять.

Но это не означает, что они бесполезны при возрастных изменениях кожи. У косметологии другая задача – воздействовать на их внешние проявления: улучшать качество кожи, стимулировать ремоделирование коллагена, работать с дряблостью тканей или потерей четкости контуров.

Нитевой лифтинг (тредлифтинг). Установка нитей создает механическую поддержку тканей и запускает локальные процессы, связанные с образованием коллагена. Установка нитей может давать подтягивающий эффект у части пациентов; при этом возможны и осложнения (отек, неровности, видимые нити), поэтому метод подбирают индивидуально.

Аппаратные методики. RF-лифтинг и микрофокусированный ультразвук – MFU/HIFU, который в косметологии нередко называют аппаратным SMAS-лифтингом, – создают контролируемое воздействие на ткани и применяются для коррекции дряблости.

Исследования показывают, что такие методы могут улучшать упругость и давать эффект подтяжки, однако результат зависит от используемой технологии, настроек аппарата и исходного состояния тканей.

Микротоки относятся к другой группе процедур. Их клиническая доказательная база значительно более ограничена, поэтому объединять их по эффективности с RF- или ультразвуковыми методиками некорректно.

Инъекционные методики. Препараты гиалуроновой кислоты изучаются как один из способов улучшения гидратации и отдельных параметров качества кожи.

С мезотерапевтическими «коктейлями» все сложнее: их составы могут сильно отличаться друг от друга, как и количество исследований. Поэтому нельзя распространять данные об одном препарате на все инъекционные процедуры этого типа.

Топическая косметика. Антиоксиданты, например астаксантин, ресвератрол или ниацинамид, изучают в составе наружных средств как компоненты, способные помогать коже противостоять окислительному стрессу.

Но эффективность зависит от концентрации вещества, стабильности формулы и качества исследований конкретного средства. Поэтому ждать от одного крема выраженного «антигликационного» действия не стоит.

Коррекция углеводного обмена и образа жизни помогает влиять на факторы, связанные с образованием AGEs. Косметологические процедуры работают уже с конкретными изменениями кожи – например, снижением упругости, качества тканей или четкости контуров.

Выбор метода зависит не от самого факта «гликации», а от состояния кожи, анатомических особенностей и результата, которого хочется добиться.

Краткие выводы

• Гликация – это соединение сахаров с белками, из-за которого коллаген и эластин постепенно меняют свои свойства и становятся менее эластичными.

• Гликирование особенно активно ускоряется при хронически повышенном уровне глюкозы. Рацион, способ приготовления пищи и образ жизни тоже могут влиять на связанные с ним метаболические процессы.

• AGEs изучают в контексте изменений кожи, сосудистых и микрососудистых осложнений, а также нейродегенеративных процессов.

• Контроль гликации – это не специальная «антиэйдж-диета», а совокупность обычных мер: сбалансированное питание, достаточный сон, физическая активность и контроль углеводного обмена.

• Косметология не удаляет накопившиеся AGEs, но может корректировать отдельные возрастные изменения кожи.

Наука не обещает остановить старение. Но она позволяет лучше понимать процессы, которые в нем участвуют, и влиять на те факторы, которые действительно поддаются контролю.

Поддержание нормального углеводного обмена, полноценный образ жизни и защита кожи от дополнительных повреждений – гораздо более реалистичная стратегия, чем попытки найти одно средство «от гликации».

Хотите подобрать процедуры для восстановления упругости кожи? Свяжитесь с нами для консультации – специалисты Luxeface & Luxebody помогут составить индивидуальный план ухода с учетом состояния кожи и образа жизни.

Список литературы

1. Gkogkolou P., Böhm M. Advanced glycation end products: Key players in skin aging? // Dermato-Endocrinology. – 2012. – Vol. 4, No. 3. – P. 259–270. – DOI: 10.4161/derm.22028.
   https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3583887/

2. Genuth S., Sun W., Cleary P., Gao X., Sell D.R., Lachin J., DCCT/EDIC Research Group, Monnier V.M. Skin advanced glycation end products glucosepane and methylglyoxal hydroimidazolone are independently associated with long-term microvascular complication progression of type 1 diabetes // Diabetes. – 2015. – Vol. 64, No. 1. – P. 266–278.

3. Monnier V.M., Sun W., Gao X., Sell D.R., Cleary P.A., Lachin J.M., Genuth S., DCCT/EDIC Research Group. Skin collagen advanced glycation endproducts (AGEs) and the long-term progression of sub-clinical cardiovascular disease in type 1 diabetes // Cardiovascular Diabetology. – 2015. – DOI: 10.1186/s12933-015-0266-4.
   https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4560872/

4. Uribarri J., Woodruff S., Goodman S., Cai W., et al. Advanced glycation end products in foods and a practical guide to their reduction in the diet // Journal of the American Dietetic Association. – 2010. – Vol. 110, No. 6. – P. 911–916.e12. – DOI: 10.1016/j.jada.2010.03.018.
   https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20497781/