Почему здоровые кровеносные сосуды означают здоровое старение

Современные биомедицинские исследования сосредоточены на сосудистой сети организма в качестве ключевого средства защиты от неожиданно широкого спектра заболеваний. В то время как сердечно-сосудистые заболевания являются глобальным убийцей номер один 1 , метаболические особенности, которые предшествуют ему, теперь понимаются как основные факторы риска, выходящие далеко за рамки только сердечных приступов и инсульта.

Новые ссылки на болезнь Альцгеймера 2 , депрессия 3 , эректильная дисфункция 4 и вирусные инфекции 5 могут быть лишь верхушкой айсберга, когда речь идет о том, как наша микрососудистая сеть — около 100 000 миль крошечных кровеносных сосудов, пронизывающих все тело — работает для обеспечения здоровой, продолжительной и ясной продолжительности жизни.

Эндотелий и гликокаликс

Секретный соус здоровой микрососудистой системы заключается в эндотелии , или слизистой оболочке кровеносных сосудов, и новые исследования показывают важную, часто упускаемую из виду часть эндотелиальной головоломки: сосудистую гликокаликс 6 .

Цель данной статьи — дать научное понимание роли гликокаликса в общем здоровье тела и ума.

Более четкая картина долголетия

Мы склонны реагировать на проблемы со здоровьем один за другим, после того как они стали проблематичными. В конце концов, лучшие врачи тратят годы и небольшие состояния, специализируясь в нишевых областях медицины, применяя методы лечения, взятые из еще более узких ниш биологии. Такая фрагментация кажется неизбежной, поскольку отчетливые симптомы требуют особой экспертизы. Но когда мы начинаем исследовать причины многих основных заболеваний, мы постоянно обнаруживаем контрольные признаки сосудистой дисфункции.

Интуитивно, это имеет смысл — у нашего сердца есть причина. Кислород, питательные вещества и все хорошее; с углекислым газом, клеточными отходами и всем остальным управляемый дистрибьютор и высокоселективный фильтр, постоянно реагирующий на насущные потребности организма. Но, как и на любой большой трассе, интенсивное движение означает износ. Незначительные выбоины быстро превращаются в дорогостоящие катастрофы, и раннее обнаружение является ключом к минимизации ущерба.

Красные сосудистые флаги и болезнь Альцгеймера

Красные сосудистые флаги могут предсказать будущее заболевание. При болезни Альцгеймера самым ранним из известных маркеров болезни действительно является изменение кровотока в мозге , обнаруживаемое за годы до наступления забывчивости, токсических бляшек или повреждения нейронов, которые определяют заболевание 7 .

Фактически, наиболее важным генетическим предиктором болезни Альцгеймера является генный вариант ( APOE4 ), который ускоряет повреждение сосудистой стенки; протекающие кровеносные сосуды не способны остановить проникновение токсичных молекул и воспалительных иммунных клеток из крови в мозг, что приводит к необратимой гибели нейронов 8,9 .

Общие метаболические состояния, такие как диабет, ожирение и гипертония — повреждает сосудистую сеть — наносит ущерб микрососудам мозга и повышает общий риск развития деменции и инсульта на 50%, а также риск серьезного депрессивного расстройства на 200% 3 .

Сосудистая целостность

Сосудистая целостность в настоящее время является целью новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний мозга и психических заболеваний, которые относятся к числу наиболее разрушительных и «неизлечимых» болезней, с которыми мы можем столкнуться. Для сравнения: если множество различий, разделяющих мозг, сердце, легкие, мышцы и другие биологические объекты, являются движущими мишенями при поиске лекарств, сосудистая сеть по всему телу является фиксированной и устойчивой мишенью, на которую мы можем стремиться попасть.

Что вызывает повреждение сосудов?

гипергликемия , вызывает сосудистую гипертензию или высокое кровяное давление независимо от увеличения массы тела 10 , а сам сахар может даже заставить печень создавать в крови новый жир. 11 .

Почти половина американцев страдает гипергликемией, с полным диабетом или преддиабетом, а у одной трети американцев также наблюдается метаболический синдром , своего рода всеобъемлющий термин, охватывающий частые сосудистые, гликемические и связанные с жиром проблемы со здоровьем 12 . Давайте рассмотрим, как избыточный сахар наносит такой большой ущерб.

Эндотелиальные клетки

Клеточные кирпичи в стенке эндотелия сосудов называются, что неудивительно, эндотелиальными клетками. Эти клетки плотно сжимают друг друга с помощью якорь-подобных белков, образуя избирательный барьер крови, и плотно обертываются вторым слоем клеток гладких мышц, которые сужаются или расслабляются для регулирования кровотока.

Эндотелиальные клетки производят молекула релаксации, оксид азота (NO) , говорящая мышечным клеткам расширяться или расслабляться, чтобы позволить кровотоку при необходимости. Виагра, например, работает, усиливая этот сигнал NO. НЕТ также сохраняет атеросклероз — воспаление и сгустки крови в кровеносных сосудах — в безвыходном положении, блокируя активность тромбоцитов и иммунных клеток.

NO разрушается активными формами кислорода (АФК), такими как свободные радикалы. АФК являются нормальным побочным продуктом метаболизма кислорода, но метаболические нарушения ускоряют выработку АФК, вызывая окислительный стресс . Хроническое цунами глюкозы в нашей западной диете стирает это здоровое метаболическое равновесие эндотелиального NO, и мы страдаем от сосудистых последствий окислительного стресса.

Гипергликемия

Гипергликемия и связанный с ней окислительный стресс разрушают эндотелий сосудов, блокируя выработку NO и увеличивая разрушение NO , Без надлежащего баланса NO появляются три эффекта:

  1. Вазоконстрикция : хроническое сдавливание кровеносных сосудов гладкомышечными клетками, вызывающее высокое кровяное давление (гипертония).
  2. Воспаление : эндотелиальные клетки становятся более липкими к лейкоцитам, активируя эти иммунные клетки для разрушения плотных белковых якорей стенки и вызывая протекающие сосуды.
  3. Тромбоз : тромбоциты активируются и кровь сворачивается в сгустки, вызывая инсульты, сердечные приступы и легочную эмболию.

Точный механизм влияния гипергликемии на эндотелиальный баланс NO и целостность сосудов изучается, но начинается, когда избыточное содержание глюкозы в крови взаимодействует с поверхностными белками, которые эндотелиальные клетки распространяются вниз в сосудистый кровоток. Взаимодействие глюкозы, называемое гликированием, создает усовершенствованные конечные продукты гликирования (AGE) , которые активируют рецептор AGE (RAGE) и запускают каскад окислительного стресса и повреждения сосудов.

Гликокаликсом

Отдельные органы, такие как мозг, сердце и мышцы, очень по-разному реагируют на заболевание, но кровеносные сосуды внутри них более равномерно реагируют на повреждение сосудов. Даже в головном мозге, где стенки сосудов являются слишком плотными в защитном гематоэнцефалическом барьере , применяются аналогичные принципы баланса NO и окислительного стресса.

Во время старения и сосудистых заболеваний сложные проблемы, возникающие вне кровеносных сосудов, различаются по органам, но то, что происходит внутри кровеносных сосудов, остается постоянным. На самом внутреннем слое стенки кровеносного сосуда, непосредственно контактирующем с самим кровотоком, находится малоизвестное скользкое вещество, называемое гликокаликс.

Гелеобразный гликокаликс представляет собой плотную сетку белков, покрытых сахаром, протягиваясь от клеток эндотелиальной стенки, как эшафот, организуя клеточные сигналы между кровью и эндотелием. Гликокаликс является первой точкой входа для всех питательных веществ, химикатов, лекарств или вирусов, протекающих через кровообращение или легкие. Этот каркас содержит муцины, составляющие слизистые.

Фактически, слизистая текстура рыбьей чешуи является своего рода гликокаликсом. Слизистые свойства гликокаликса делают его лубрикантом для кровотока , особенно это важно для крошечных капилляров, едва имеющих ширину эритроцита, где происходит наиболее важный обмен тканей. Стратегическая недвижимость, занимаемая гликокаликсом, дает ему сильное влияние на прогрессирование сердечно-сосудистых заболеваний, контролируя воспаление и окислительный стресс на стенке сосудов.

Гликокаликс при заболевании человека

Воспалительные состояния, такие как гипергликемия, диабет, атеросклероз, острая травма и сепсис общая черта распада и выделения гликокаликса 15. Это выделение может быть измерено несколькими способами, в том числе путем количественного определения количества гликокаликсных компонентов, выделяемых с мочой. Такие компоненты включают протеогликаны, гликозаминогликаны, гликопротеины и другие растворимые компоненты. Потеря может произойти всего через 6 часов, и было показано, что восстановление гликокаликса с помощью терапевтических стратегий (ниже) улучшает целостность сосудов всего через 5-7 дней после травмы 15 .

Glycocalyx — вирусная защита в легких и респираторном тракте

Легкие и дыхательные пути — еще один важный сайт для функции гликокаликса. В мае 2020 года ученые Стэнфорда обнаружили, что увеличение объема гликокаликса путем изменения его состава муцина предотвращает вирусную инфекцию вирусом гриппа А, ведущей причиной сезонного гриппа 13 .

Это говорит о том, что гликокаликс является основным препятствием для слияния вирусов, и оптимизация его эффективности может помочь предотвратить заражение хозяина гриппом и другими вирусами, которые поражают легкие и дыхательную систему.

The Glycocalyx & The Brain

Гликокаликс — здоровье мозга и глаз

Сосудистые события при болезни Альцгеймера описаны выше, но подобные нарушения, такие как лобно-височная деменция и болезнь мелких сосудов головного мозга, также возникают из протекающих кровеносных сосудов. Эта утечка называется гематоэнцефалическим барьером проницаемость . Точно такой же процесс проницаемости происходит в сетчатке глаза, что приводит к потере зрения и слепоте из-за диабетической ретинопатии.

Инсульт возникает в результате образования тромбов мозговых кровеносных сосудов, которые чаще возникают в сосудах, усиленных атеросклерозом. Когда ваш гликокаликс здоров и слизист, кровеносным сосудам становится труднее напрячься и заблокироваться.

Цереброваскулярное повреждение из-за проницаемости и неправильного кровообращения в мозге наносит вред самому мозгу двумя основными способами. Он предотвращает попадание энергии в клетки мозга, в частности нейроны и глиальные клетки, а также предотвращает очистку от метаболических отходов и токсических веществ. Нейроны похожи на Ferraris — обладают высокой производительностью и высоким уровнем обслуживания. Без надлежащего топлива и обычной очистки двигателя они разрушаются катастрофически дорогим способом.

Сверхвысокие области мозга, такие как префронтальная кора, важны для исполнительных функций и регуляции настроения. Высокая активность и потребность в энергии делают эти области особенно уязвимыми для сосудистой дисфункции. Гипотеза сосудистой депрессии устанавливает связь между проблемами кровотока и серьезным депрессивным расстройством 13 .

Если вредные эффекты гипергликемии и окислительного стресса могут быть устранены на зародыше, в данном случае это гликокаликс, то эндотелиальные клетки сосудов могут продолжать хорошо тикать в пожилом возрасте, что будет иметь серьезные преимущества для мозга, организма, и разум.

Защитные действия в гигиене гликокаликса

Мы знаем правила — ешьте здоровую пищу, занимайтесь спортом, меньше стрессуйте, больше спите. В действительности, конечно, то, что лучше для нашей физиологии, слишком часто противоречит нашему современному образу жизни.

В мире, в котором гибнет 2,8 миллиона человек и 1-3 триллиона долларов в год 12 для диабета 2 типа, но продолжает пить 10 000 кол в секунду, может ли биология предложить альтернативное решение? Как насчет 32% американцев, у которых развивается деменция после 85 лет, или 7,6% американских работников, которые страдают от серьезного депрессивного расстройства?

Сосудистых осложнений гипергликемии можно избежать путем поддержания крепкого гликокаликса В настоящее время разрабатываются рецептурные препараты, которые модулируют клеточное производство компонентов гликокаликса. Между тем, относительное содержание общих субстратов в гликокаликс может предложить более простой подход.

Многие гликокаликсные субстраты могут быть получены из микро- и макроэлементов в рационе или приняты в качестве пищевых добавок. Следует отметить, что некоторые общедоступные диетические соединения были протестированы в доклинических лабораториях, но не были тщательно оценены в ходе испытаний на людях.

Экзогенные полисахариды и The Glycocalyx

В исследованиях по старению животных было показано, что пищевые добавки с предшественниками гликокаликса восстанавливают гликокаликс барьерные характеристики, биодоступность NO эндотелиальных клеток и открытие кровеносных сосудов 14 . Предшественниками гликокаликса в этом случае были: глюкозамина сульфат, фукоидан, супероксиддисмутаза и гиалуронан с высокой молекулярной массой. Диетический альбумин, например, в яйцах и других источниках белка, также может способствовать повышению уровня белка в плазме, способствующему поддержанию целостности сосудов.

Антиоксиданты и гликокаликс

Некоторые гликокаликсные компоненты, такие как SOD3, являются антиоксидантами, которые нейтрализуют вредное воздействие свободных радикалов и окислительного стресса и помогают поддерживать уровни закиси азота, открывающей кровеносные сосуды (NO). Антиоксиданты продемонстрировали сосудистые защитные эффекты, и некоторые полезные результаты были связаны с функцией гликокаликса 15 .

Наиболее распространенные источники антиоксидантов включают витамин С, витамин Е, бета-каротин, селен, марганец, глутатион, коэнзим Q10, липоевая кислота, флавоноиды, фенолы, полифенолы, фитоэстрогены и многие другие

Глюкокортикоиды и Glycocalyx

Глюкокортикоиды, подобно гидрокортизону, снижают выделение гликокаликс во время воспаления. Кроме того, их влияние на снижение потребности в поддержке кровообращения и дыхания у пациентов с кардиохирургическими операциями связывают с поддержанием гликокаликса и функцией сосудистого барьера 15 .

Выводы для здорового гликокаликса

В целом, ясно, что целостность сосудов является гарантией здорового старения, и новые исследования показывают, что гликокаликс сосудов является критическим элементом защиты сосудов. Пока новые рецептурные лекарства не поступят в продажу, мы можем предпринять несколько простых шагов, чтобы дать нашему гликокаликсу шанс на успех по мере взросления.

  1. Уменьшите количество сахара и простых углеводов, особенно рафинированных сахара.
  2. Увеличьте количество волокон, чтобы замедлить поглощение сахаров. Также показано, что лекарственные грибы, такие как грива льва и кордицепс, снижают гипергликемию 16 .
  3. Контролируйте уровень глюкозы с помощью таких устройств, как Dexcom G6.
  4. Рассмотрим продукты или добавки, богатые предшественниками гликокаликса, такими как глюкозамин и хондроитин, а также антиоксиданты.
  5. И, конечно, ничто не сравнится с регулярными сердечно-сосудистыми упражнениями и здоровым сном.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *