Добро пожаловать в Метаболический Класс. Я профессор Бен Бикман, биомедицинский ученый и профессор клеточной биологии. Спасибо, что присоединились ко мне. В сегодняшней лекции мы обсудим концепцию, известную как цикл Рэндала. Это также называется циклом глюкозы и жирных кислот. Я уделяю время этому вопросу, потому что он использовался, возможно, несколько неправильно в некоторых социальных медиа. Но это интересная идея, которая может помочь нам лучше понять метаболизм и, надеюсь, повлиять на наши привычки, чтобы мы могли принимать более обоснованные решения в области питания. В конечном итоге это поможет нам лучше понять, как работает наше тело и его метаболическая функция.
Я уже упоминал альтернативное название — цикл глюкозы и жирных кислот, названный в честь Филипа Рэндала, который впервые действительно идентифицировал это со своими коллегами несколько десятилетий назад, в середине 60-х годов в Кембридже. Доктор Рэндал и его коллеги, когда публиковали свои работы, стремились понять использование топлива в сердце. Важно отметить, что это была модель для их экспериментов, и могут быть ограничения, поскольку сердце — это уникальная ткань. Не так много тканей функционируют метаболически так, как сердце.
Тем не менее, я не хочу умалять ценность идей, которые мы будем обсуждать. Мы должны понимать модель, которая, опять же, заключалась в перфузированных сердцах крыс. Сердце хирургически удалялось из крысы, поддерживалось в живом состоянии и насыщалось питательными веществами, такими как глюкоза и жирные кислоты, через кровеносную систему. Затем анализировался метаболизм этих субстратов.
Я уже несколько раз упоминал слово, которое вам нужно понять, — жирная кислота. Мы все знаем, что такое глюкоза. Жирная кислота используется для получения энергии. Однако эта ткань поглощает её, будь то свободная жирная кислота, поступающая из жировой ткани, или жирная кислота, которая извлекается из триглицеридов, циркулирующих в крови в составе триглицеридсодержащих липопротеинов, таких как ЛПНП или ЛПОНП. Каждый раз, когда вы делаете анализ крови и получаете значение триглицеридов, триглицериды — это просто часть ЛПНП или ЛПОНП.
Они не являются свободно циркулирующими молекулами, как свободные жирные кислоты. В экспериментальной модели они вводят свободные жирные кислоты, что я использовал в своих экспериментах. Но в организме важно понимать, что жиры, которые метаболизируются, могут поступать либо из свободных жирных кислот, которые образуются в жировой ткани, когда жировые клетки расщепляют свой собственный жир (липолиз), либо из действия липазы, которая отщепляет жирную кислоту от проходящей молекулы триглицеридов, находящейся в липопротеинах, таких как ЛПНП или ЛПОНП. Это довольно запутанное начало, не так ли? Я уже начинаю путаться. И это, к лучшему или худшему, немного соответствует теме сегодняшней лекции. Признаюсь, это немного ориентировано на биохимиков. Я бы не стал обсуждать это, если бы не заметил растущий интерес к теме. Вероятно, если вы следите за социальными сетями или исследованиями в области метаболизма, вы уже слышали термин «цикл Рэндала».
Теперь, все это было своего рода предысторией. На данный момент вы, возможно, даже не знаете, что это такое. В общем, концепция просто объясняет конкуренцию субстратов. Другими словами, как мы можем понять, какое топливо использует клетка? Основные источники энергии для большинства клеток — это выбор между использованием жиров или глюкозы. Если бы мы были очень тщательными, мы могли бы включить и другие источники энергии. Существуют не только жиры и глюкоза, которые обеспечивают клетку энергией. Мы могли бы поговорить о кетонах, и я действительно упомяну их в конце, если буду следовать своим незаписанным заметкам. И даже о лактате, который является темой для другого времени. Лактат — это очень жизнеспособное топливо для многих клеток. Существует множество других источников энергии, которые мы могли бы выделить, но я сосредоточусь на основных, которые обеспечивают подавляющее большинство энергии для клеток, а именно на жирах и глюкозе.
Таким образом, цикл Рэндала — это концепция, объясняющая явление использования энергии в клетке или биоэнергетику, где клетка не будет использовать оба источника энергии одновременно. Если клетка имеет доступ к большему количеству жиров, чем к глюкозе, она переключает свои метаболические функции на использование жиров в качестве основного источника энергии. Если доступно больше глюкозы, чем жиров, клетка переключает свои метаболические процессы на более активное использование глюкозы. Теперь давайте рассмотрим это немного подробнее. Это определение достаточно для общего понимания. Теперь вы знаете, что такое цикл Рэндала, или цикл глюкозы и жирных кислот. Это конкуренция между субстратами или источниками энергии на уровне клетки, своего рода борьба между глюкозой и жирами. Теперь, как это происходит?
Для тех, кто не интересуется механизмами биохимии, можете пропустить следующие пять минут или ускорить. Но это довольно кратко, и я коснусь темы на высоком уровне.
Это взаимная ингибиция. Если в организме больше жиров, они требуют своего сжигания и, как правило, подавляют сжигание глюкозы. Если же глюкозы больше, она требует сжигания и подавляет окисление жирных кислот.
Начнем с сжигания жира, так как это топливо, которое большинство из нас предпочло бы использовать для поддержания веса. Проблема контроля жировой массы возникает, если вы не сжигаете жир.
Прежде всего, окисление жирных кислот ингибирует использование глюкозы. Когда в крови увеличивается количество свободных жирных кислот, увеличивается их усвоение клетками. Как только жирные кислоты попадают в клетку, они активируются и связываются с другой молекулой, что удерживает их внутри клетки. Жир легко входит в клетку, но также может легко выйти. Поэтому, когда он попадает внутрь, происходит биохимический процесс, который фиксирует жир в клетке, и начинается путь, называемый бета-окислением.
Термин «окисление» часто используется неправильно. Я имею в виду, что жир сжигается для получения энергии. Иногда окисление воспринимается как превращение жира в вредные молекулы. Более точно, это следует называть переокислением, когда речь идет о жирах, превращающихся в молекулы окислительного повреждения.
Когда я говорю об окислении в контексте этой лекции, я имею в виду разложение молекулы для производства энергии или АТФ. Если жирная кислота сжигается, она проходит через бета-окисление, в результате чего образуются две важные молекулы: ацетил-КоА и НАДН. Обе эти молекулы ингибируют критически важный фермент в процессе сжигания глюкозы.
В конце нормального гликолиза, когда глюкоза хочет попасть в митохондрии, она использует сложный фермент под названием пируватдегидрогеназа (PDH).
Обычная гликолиз или сжигание глюкозы приводит к образованию пирувата. Если сжигание глюкозы продолжается и переходит в митохондрии, оно должно пройти через комплекс пируватдегидрогеназы. Когда вы сжигаете много жира, вы создаете много ацетил-CoA и NADH. NADH особенно важен для цепи переноса электронов, о которой мы не будем говорить, так как это слишком сложно и не слишком актуально для этой лекции.
При сжигании большого количества жира вы производите много ацетил-CoA и NADH, которые начинают вместе ингибировать пируватдегидрогеназу (PDH). Когда пируватдегидрогеназа ингибирована, глюкоза не может быть полностью расщеплена. Это последний этап обычного гликолиза перед тем, как сжигание глюкозы переходит в митохондрии.
Также, когда вы сжигаете много жира, вы начинаете создавать много цитрата — молекулы, которая может выходить из митохондрий и ингибировать фермент, находящийся выше в гликолизе. Таким образом, у нас есть две точки воздействия: при сжигании большого количества жира вы ингибируете один из этапов в конце гликолиза и другой этап в середине гликолиза.
Когда вы сжигаете много жира, вы производите различные метаболиты или метаболические побочные продукты. Эти побочные продукты, будучи частью процесса сжигания жира и получения энергии из него, также влияют на клетку, сигнализируя ей: «Эй, ты сейчас сжигаешь меня, прекрати сжигание глюкозы». Это происходит на уровне PDH и другого фермента, который находится немного выше, в середине гликолиза.
На самом деле, это критически важный регулирующий фермент — PFK1, который также ингибируется. Таким образом, вы можете обсудить это в различных кругах, если хотите произвести впечатление на кого-то своими знаниями о метаболизме.
Помните, что мы рассмотрели только одну часть этого взаимного ингибирования, а именно, как жиры ингибируют сжигание глюкозы. Когда у вас много ацетил-CoA, NADH и цитрата, все три из них начинают накапливаться, и они быстро ингибируют способность клеток использовать глюкозу. Это взаимный процесс, что означает, что он может идти в двух направлениях. Не только жиры подавляют глюкозу, но и глюкоза может влиять на процесс.
Иногда глюкоза контролирует процесс. Она в ответе за это. Давайте обсудим, как использование глюкозы может подавлять окисление жирных кислот.
Когда уровень глюкозы высокий, это увеличивает гликолиз и уровень пирувата. Продолжая этот процесс, мы получаем больше молекул CoA, но на этот раз это не ацетил-CoA, а молекула, называемая малонил-CoA. Хотя у них есть общий компонент CoA, это разные молекулы. На самом деле, малонил-CoA образуется из ацетил-CoA.
При сжигании большого количества глюкозы уровень малонил-CoA возрастает. Эта молекула попадает в митохондрии и блокирует ферментный комплекс CPT1, который необходим для того, чтобы митохондрии могли использовать жиры. Жиры должны сжигаться в митохондриях, в то время как глюкоза может сжигаться как внешне, так и внутренне в митохондриях. PDH, комплекс пируватдегидрогеназы, является промежуточным звеном, необходимым для сжигания.
Комплекс, о котором я упоминал ранее, показывает, как глюкоза сжигается вне митохондрий, а затем завершает сжигание в CPT1. Именно так жиры сжигаются. Если жир не может попасть в митохондрии, он не сжигается. Когда происходит много гликолиза, начинает вырабатываться много малонил-КоА, который блокирует входной фермент, и жиры не могут попасть в митохондрии для сжигания. Это ключевой момент регуляции.
Ситуация немного проще, чем взаимная регуляция, которую я описывал ранее. При окислении жирных кислот регуляция сжигания глюкозы происходит в нескольких точках, тогда как сжигание глюкозы ингибирует сжигание жиров только в одной точке — ингибируя CPT1. Это работает, потому что у жиров есть один единственный вход. Ничего не происходит, пока жир не попадет в митохондрии.
Как показали эксперименты Рэндала, единственное, о чем говорят люди, это то, что я только что описал, хотя, возможно, с меньшей детализацией. Принцип остается верным: больше жиров приводит к меньшему сжиганию глюкозы, а больше глюкозы — к меньшему сжиганию жиров. Даже на этом поверхностном уровне это важно.
Я не люблю старую пословицу о том, что «если не сжигается, значит, не сжигается». Если у вас высокий уровень глюкозы и меньше жиров, это действительно так. Я считаю, что истинная причина, по которой мне это нравится, заключается в том, какие жиры сжигаются. Многие жиры, которые мы едим, будут сжигаться, и это важный фактор.
Если у меня в организме столько же холестерина, сколько в клетках и крови, он будет сжигаться. Я стараюсь поддерживать хороший уровень холестерина и здоровья. Я пытаюсь увеличить количество жиров в своем рационе.
Теперь, прежде чем я перейду к следующему, представьте ситуацию, когда оба субстрата высоки, когда оба источника калорий повышены. Как клетка решает, что делать, если у человека высокий уровень глюкозы и высокие свободные жирные кислоты? Она смотрит на оба и просто сдается, не зная, что выбрать? Как она решает, что происходит, если оба уровня повышены? Ответ кроется в эндокринологии.
Существует малоизвестный гормон, который сообщает клетке о происходящем в организме. Если рассматривать это на уровне всего организма, как указал доктор Рэндолл в своей работе, нужно помнить, что клетки не действуют изолированно. Как одна клетка узнает, что происходит в остальном теле? Как сигнал передается от других частей тела? Это гормоны позволяют различным частям тела взаимодействовать друг с другом.
Можете ли вы угадать, какой гормон влияет на использование источников энергии? Да, вы правы. Если вы думаете, что это инсулин, вы абсолютно правы. Даже в оригинальных экспериментах Рэндолла в середине 60-х годов изучался инсулин, и было установлено, что он играет огромную роль в определении, какой источник энергии используется. Он играет критическую роль. Это не единственный гормон, но он чрезвычайно важен, и я бы сказал, что он самый важный.
Теперь рассмотрим ключевые аспекты этого и приведем несколько физиологических примеров, чтобы подчеркнуть важность инсулина. Инсулин способствует использованию глюкозы. Он не хочет, чтобы организм сжигал жир, если говорить немного шутливо. Инсулин координирует свои действия, чтобы предотвратить сжигание жира, и хочет, чтобы организм использовал глюкозу в качестве топлива. Это происходит, когда инсулин связывается со своим рецептором на клетке, и вся его биохимия в этой клетке активируется.
Если ткани нуждаются в инсулине для усвоения глюкозы, он открывает транспортёры глюкозы, называемые GLUT4. Если в ткани есть GLUT4, то для их активации обычно требуется инсулин. Это такие ткани, как мышцы и жир, что имеет большое значение, поскольку большинство из нас состоит из мышечной и жировой массы. Для большинства людей это мышцы, за исключением сильно ожиревших. Но даже у среднестатистического человека мышечная и жировая масса составляют основную часть их массы. Они зависят от инсулина для усвоения глюкозы, поэтому им нужен инсулин, чтобы открыть эти транспортные двери для глюкозы, двери GLUT4. Инсулин делает это напрямую.
Но даже в тканях, где нет GLUT4, таких как печень, печень не нуждается в инсулине, чтобы принимать глюкозу, но ей все же нужен инсулин, чтобы понять, что делать с энергией. Каждая клетка в организме будет следовать этой схеме. Даже если инсулин не контролирует непосредственно движение питательных веществ, таких как глюкоза, он все равно управляет тем, что клетка делает с полученной энергией, включая цикл Рэндала.
Таким образом, инсулин не только стимулирует прямое усвоение глюкозы и активирует другие ферменты, такие как PFK1 и гексокиназу, которая отвечает за первый шаг в усвоении глюкозы, запирая её в клетке, независимо от того, будет ли она сожжена или превращена в гликоген. Инсулин также активирует этот процесс, способствуя гликолизу. В то же время он ингибирует процессы, связанные с расщеплением жиров.
Существует два аспекта, касающихся жиров: липолиз, который представляет собой расщепление жиров из жировых клеток, и окисление или сжигание этих жиров. Это не одно и то же. Когда люди говорят о сжигании жира, они иногда имеют в виду только расщепление жира, что более технически называется липолизом. Таким образом, есть два этапа: липолиз, или высвобождение жира, и сжигание жира, что относится к окислению. Именно в этом контексте следует использовать термин «сжигание».
Инсулин ингибирует оба этих процесса: он подавляет липолиз и непосредственно ингибирует окисление жирных кислот. Он не хочет, чтобы жир покидал жировую клетку, и даже если часть жира покидает клетку, он не хочет, чтобы такие ткани, как мышцы, сжигали этот жир. Инсулин критически важен для понимания, какое топливо будет использоваться. Если уровень инсулина высокий, он активно активирует все пути сжигания глюкозы и одновременно подавляет любые пути расщепления и сжигания жиров.
В противоположность этому, если уровень инсулина низкий, сигнал для сжигания глюкозы значительно ослаблен, и ничего не мешает расщеплению и сжиганию жиров. В этом случае расщепление и сжигание жиров происходит без остановки. Нет ничего, что могло бы ингибировать липолиз. Некоторые люди хотят упомянуть другие гормоны, которые могут оказывать влияние, но ничего не имеет значения, если инсулин низкий или отсутствует.
Итак, если инсулин высокий, организм сжигает глюкозу. Если инсулин низкий, организм сжигает жир, и сжигание глюкозы отключается. Это происходит даже при высоких уровнях обоих веществ. Инсулин определяет, какое из них будет использоваться. С учетом этого момента я хотел бы привести реальный физиологический пример.
Диабет — это идеальный пример, как для диабета 1 типа, так и для диабета 2 типа. Разница между ними значительно больше, чем сходств. Я повторю это: трагично, что их относят к одной группе. Единственное, что их объединяет — это высокий уровень глюкозы в крови. Всё остальное между ними кардинально отличается. Их не следует объединять. Это болезни противоположностей, а не сходств.
При диабете 1 типа недостаток инсулина, а при диабете 2 типа — его избыток. Давайте сначала поговорим о диабете 1 типа, так как он представляет собой наиболее крайний пример. В этом случае уровень глюкозы высок, человек сильно гипергликемичен, и, угадайте что? Уровень свободных жирных кислот также зашкаливает. У них крайне высокие уровни обоих субстратов. Это идеальный случай для изучения, о котором я упоминал ранее. Как это reconciliate? Когда инсулина нет, какой из субстратов использует организм?
В организме диабетика, где много глюкозы и жирных кислот, клетка не может выбрать, что использовать. И кто помогает ей решить? Это инсулин. Если инсулин присутствует, клетка понимает, что она сжигает глюкозу. Если инсулин отсутствует, как в случае с неконтролируемым диабетом 1 типа, клетка не может остановить сжигание жиров. Она продолжает сжигать жиры в огромных количествах. На самом деле, она начинает сжигать жиры так активно, что не может остановиться.
Если взять печень, которая не нуждается в инсулине для усвоения глюкозы, но ей нужен инсулин, чтобы понять, что делать с энергией, она сжигает так много жира, что достигает определённого порога. Я описываю это немного неточно, но, тем не менее, это полезно. Обычно клетка сжигает столько энергии, сколько ей нужно для производства АТФ — основной молекулы энергии, необходимой клетке для выполнения работы. Клетка говорит: «Мне нужно столько-то АТФ», и тогда она сжигает столько жиров или глюкозы, чтобы обеспечить эту потребность.
Но если инсулина нет, печень в основном сжигает жир, и не может остановиться. Клетка, которая уже удовлетворила свои энергетические потребности, продолжает сжигать жир, превращая его в кетоны. Кетоны выступают в роли своего рода клапана сброса, когда печёночная клетка говорит: «Во-первых, мне больше не нужна энергия, но, во-вторых, я не могу остановить сжигание жиров для получения энергии».
Итак, я собираюсь начать преобразовывать эту энергию в нечто другое, что могут использовать другие части тела, например, кетоны, особенно мозг. Но каждая ткань, каждая клетка с митохондриями с радостью использует кетоны. В случае диабетиков это обычно попытка компенсировать то, что воспринимается как нехватка глюкозы. Хотя уровень глюкозы зашкаливает, в отсутствие инсулина клетка не может его использовать. Она не знает, что с ним делать. У нетерапированного диабетика 1 типа уровень глюкозы и жиров высокий. Нечто не отключает использование жиров, поэтому жиры преобладают. В то же время нет ничего, что могло бы сказать клеткам использовать глюкозу, потому что она почти как таблетка — клетки не могут её увидеть. Им нужен инсулин, чтобы понять, что делать с этой глюкозой. Клетка просто видит глюкозу и говорит: «Извини, я не знаю, что с тобой делать. Так что не приходи ко мне. Я не буду тебя хранить. Ты просто продолжаешь циркулировать в крови». Инсулин не пришёл и не сказал, что делать, потому что инсулина нет. Это должно быть явным доказательством важности инсулина и его критической роли в понимании цикла Рэндла. Люди пытаются обсуждать цикл Рэндла в отсутствие инсулина, но это не работает. На самом деле, нет истинного понимания цикла Рэндла или конкуренции между субстратами — жирами и глюкозой.
Теперь, если вернуться на шаг назад, мы видим, что происходит в жировой клетке: в отсутствие инсулина мы не можем остановить расщепление жира. Это неудивительно для диабетика, который теряет огромное количество веса. Я уже упоминал об этом в различных источниках, а именно о феномене диабулимии, когда диабетик 1 типа, прежде чем его диагностируют, привыкает есть всё, что хочет, и оставаться очень худым. Теперь они чувствуют себя ужасно. Они находятся в состоянии, когда их кетоны приближаются к ацидозу, а гипергликемия разрушает кровеносные сосуды и нервы, но они привыкают быть худыми. Когда они начинают делать инъекции инсулина, они начинают очень быстро набирать жир. Они это осознают, и, к сожалению, в некоторых случаях это приводит к злоупотреблению этим фактом: они продолжают есть всё, что хотят, и намеренно недозируют инсулин, чтобы оставаться худыми. Это происходит потому, что при низком уровне инсулина они не могут остановить сжигание жира. Таким образом, они остаются такими худыми, как хотят, хотя и патологически. Теперь давайте сменим тему и посмотрим, что происходит при диабете 2 типа. Интересно, что при диабете 2 типа, как я уже говорил, у нас слишком много инсулина.
Это должно привести к тому, что клетка будет переключаться только на сжигание глюкозы. Глюкозное сжигание все еще происходит, но из-за инсулинорезистентности возникла уникальная, довольно странная ситуация, более сложная, чем в случае с диабетом первого типа, поскольку вовлечены различные ткани. Инсулин высокий, но поскольку организм стал инсулинорезистентным, жировые клетки изменили свою реакцию на инсулин. Я утверждаю, что жировая клетка — одна из первых, если не первая ткань, которая становится инсулинорезистентной. Обычно инсулин говорит жировой клетке удерживать жир. Инсулин сообщает жировой клетке: «Эй, я не позволю другим тканям, я не позволю мышцам использовать тебя в качестве топлива. Просто храни этот жир, потому что я говорю мышцам и жировой клетке использовать глюкозу в качестве топлива». Это все еще может происходить в определенной степени. Все еще происходит некоторое использование глюкозы, особенно учитывая, что есть ткани, которым не требуется инсулин для захвата глюкозы, и определенная степень функционирования инсулина достаточна для сжигания глюкозы.
Но высокий уровень инсулина оказывает странный эффект, потому что инсулинорезистентность — это две вещи. Это и плохая работа инсулина, как в случае с жировой клеткой, где он больше не подавляет липолиз. Жировая клетка начинает расщеплять жир, и свободные жирные кислоты становятся выше, но инсулин может все еще достаточно хорошо работать в мышцах, чтобы сказать им не использовать жир. Таким образом, мы снова приходим к сценарию, когда у диабетика второго типа могут быть высокие уровни глюкозы и свободных жирных кислот. В общем, диабетик второго типа в основном использует глюкозу и не может переключиться на сжигание жира. Это то, о чем я упоминал ранее, называемое метаболической неэластичностью. Метаболическая неэластичность — это не что иное, как высокий уровень инсулина, изменяющий цикл Рэндла, цикл глюкозы и жирных кислот.
У здорового человека, когда он ест смешанную макронутриентную пищу с жирами, углеводами и белками, происходит увеличение инсулина, и он переходит на сжигание глюкозы. После того как глюкоза использована, уровень глюкозы и инсулина снижается, и человек переходит в состояние голодания, теперь он сжигает жир. Десятилетия назад было замечено, что у диабетика второго типа или человека с инсулинорезистентностью они как бы застревают в режиме сжигания глюкозы. Даже если они не ели в течение некоторого времени, у здорового человека с чувствительностью к инсулину не происходит перехода в состояние сжигания жира во время голодания. Они остаются застрявшими в сжигании глюкозы, и это связано с высоким уровнем инсулина, который отражает инсулинорезистентность. И, конечно, это очень характерно для диабета второго типа.
Оба типа диабета — первого и второго — подчеркивают важность инсулина для понимания цикла Рэндала. Я долго думал, стоит ли делиться этой информацией, и обычно предпочитаю, чтобы такие лекции длились около 30 минут. Поэтому я буду краток, так как это важно и я планирую затронуть эту тему в будущей лекции. Обратите внимание на связь инсулина и цикла Рэндала с изменением чувства голода, особенно в контексте диабета второго типа. Я намеренно упоминаю это здесь, подводя итоги обсуждения инсулинорезистентности при диабете второго типа.
Мозг уникален. Он не совсем вписывается в наше понимание цикла Рэндала, поскольку в целом не использует жиры в качестве топлива, хотя к ним имеет доступ. Правильнее сказать, что мозг использует жиры для структуры, а не для получения энергии. Выбор топлива для мозга — это глюкоза, которая является универсальным источником энергии, и кетоны. И снова цикл Рэндала здесь актуален. Клетка мозга, как и каждая клетка в организме, не может бесконечно использовать все доступные источники энергии. Ей не нужно бесконечное или неограниченное количество энергии. Она выберет один из источников.
Я хотел упомянуть это в контексте голода, потому что при инсулинорезистентности мозг может стать инсулинорезистентным. В некоторых областях гипоталамуса, где находятся центры голода и насыщения, может развиться инсулинорезистентность. Когда эта часть мозга становится инсулинорезистентной, она не может эффективно усваивать глюкозу. Хотя в крови достаточно глюкозы, мозг не получает её должным образом, потому что глюкоза не усваивается. Рецепторы Glut4 не работают должным образом.
Теперь представьте, что в этой же ситуации, из-за высокого уровня инсулина, отражающего инсулинорезистентность, происходит ухудшение способности печени производить кетоны, которые являются предпочтительным топливом для мозга. Это приводит к метаболической трагедии, когда мозг, окруженный большим количеством глюкозы, не может эффективно её использовать из-за инсулинорезистентности. А единственное топливо, которое ему необходимо — кетоны — недоступно, поскольку высокий уровень инсулина подавляет способность печени сжигать жир. Из-за этого снижается производство кетонов, и мозг начинает испытывать нехватку энергии. Если мозг голоден, это может способствовать хроническим неврологическим патологиям, таким как депрессия, мигрени, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, все из которых имеют аспект гипометаболизма глюкозы.
Другими словами, это компрометированная способность использовать глюкозу. Но, чтобы усугубить проблему, мы не предоставляем доступ к альтернативному источнику энергии, а именно к кетонам. Я шутливо вспоминаю рифму древнего моряка, которая может показаться знакомой. Моряк, оказавшийся на море, страдает от обезвоживания и жалуется на то, что его окружает вода. Вода, вода повсюду, но ни капли выпить. Он не может её пить, хотя и окружён водой. Это похоже на ситуацию с мозгом, который окружён глюкозой, но не может её получить. То, о чём он мечтает, как свежая вода для этого потерянного моряка, — это кетоны в случае мозга, чтобы завершить аналогию.
Это имеет значение не только для мозга, который голодает и способствует патологиям, но и для того, что если мозг голоден, он считает, что голоден и организм, и тогда вызывает чувство голода. Это идея о будущем, о теории распределения топлива в контексте ожирения, о которой я расскажу в следующей лекции. Так что оставайтесь с нами. Инсулин также имеет огромное значение.
Как обычно, я говорю довольно быстро, так как свободно размышляю над этими идеями. Надеюсь, что что-то из этого запомнится. Хотя биохимия может показаться немного сложной в начале, послушайте это снова, замедлите, сделайте паузу, запишите, будьте настоящими студентами этой лекции. Это запомнится.
Теперь я уверен, что вы знаете наиболее важную информацию о цикле Рэндла, цикле глюкозы и жирных кислот, взаимной природе ингибирования этих двух источников калорийной энергии, которые стремятся быть использованными, каждый из которых требует приоритета на этом метаболическом автобусе. Но помните, что есть дирижёр, который в конечном итоге определяет, какой из них будет использован. И это скромный гормон инсулин. Если инсулин повышен, организм сжигает глюкозу или сахар в крови. Если инсулин понижен, организм сжигает жир. Один из этих процессов в конечном итоге лучше для поддержания чувствительности к инсулину и уровня жира в организме. Надеюсь, всё это было полезно. Спасибо, что были с нами. Помните, до следующего раза: больше знаний — лучшее здоровье.
