Таким образом, легкий окислительный стресс, вызываемый зеленым чаем и физическими упражнениями, можно рассматривать как благотворное воздействие, аналогичное вакцинации. Бросив организму небольшой вызов, мы можем вызвать ответную реакцию, благоприятную в долгосрочной перспективе. Концепция, согласно которой низкие уровни повреждающего воздействия могут стимулировать защитные механизмы – «то, что не убивает нас, делает нас сильнее», – известна как гормезис[1655] (см. с. 562). Прием антиоксидантов, таких как витамин С и витамин Е, может блокировать активность антиоксидантных ферментов, вызванную физической нагрузкой, и тем самым снижать полезное действие тренировок; употребление богатых антиоксидантами продуктов питания – лучший выбор[1656]. В то время как добавки витамина С, по-видимому, снижают физическую выносливость[1657], фрукты[1658] и овощи[1659] обладают эргогенными свойствами, повышая работоспособность без ущерба для защитной адаптационной реакции[1660]. Более того, фрукты и овощи могут даже усиливать пользу от тренировок. Было показано, что черная смородина[1661] и лимонная вербена[1662] – богатый антиоксидантами травяной чай – защищают от окислительного стресса, вызванного физической нагрузкой, и в то же время улучшают адаптацию к нагрузке. Учитывая эффект гормезиса, возникающий в результате мягких прооксидантных нагрузок, таких как зеленый чай и физическая активность, необходимо слишком упрощенное представление: «антиоксиданты – хорошо, свободные радикалы – плохо»[1663] пересмотреть[1664]. Пожалуй, нигде это не проявляется так ярко, как в случае с брокколи. Капустный переключатель Пищевые антиоксиданты, которые мы получаем из растений, представляют собой лишь вторую линию защиты от свободных радикалов[1665]. На первом рубеже стоят наши собственные антиоксидантные ферменты. Человеческий организм естественным образом производит 100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 свободных радикалов в час[1666]. Мы вырабатываем такие ферменты, как каталаза, – самый быстрый фермент в нашем организме, способный ежесекундно превращать буквально миллионы молекул перекиси водорода в воду и кислород[1667]. (Помните, как шипит перекись водорода, когда вы льете ее на рану? Это пузырьки кислорода, образуемые ферментом каталазой.) Можно ли как-то усилить эту первую линию антиоксидантной защиты? В 1980-х годах ученые впервые обнаружили специфическую генетическую последовательность в промоторных областях десятков[1668], а затем и сотен цитопротекторных (защищающих клетки) генов[1669]. Были выявлены промотирующие гены, кодирующие антиоксидантные ферменты, которые гасят свободные радикалы напрямую (каталаза)[1670], ферменты, которые производят антиоксиданты (глутатион)[1671] и даже гены ферментов восстановления ДНК[1672] и ферментов детоксикации в нашей печени[1673]. Эти элементы антиоксидантного ответа могут активировать всю нашу глобальную систему антиоксидантной защиты одновременно.
В 1990-х годах был открыт триггер – Nrf2, белок, плавающий в цитоплазме клетки и обычно связанный с белком-супрессором[1674]. Но когда этот белок-супрессор окисляется, он высвобождает Nrf2, который затем способен проникать в ядро клетки, связываться с элементами антиоксидантного ответа и активировать мощную батарею антиоксидантных защитных механизмов[1675]. Весь процесс может быть завершен в течение 15 минут[1676]. Nrf2 считается «главным регулятором реакции на экологический стресс»[1677] и экспрессируется повсеместно во всех клетках[1678] – он только и ждет, когда его освободят, чтобы нажать тревожную кнопку и активировать клеточную защиту. Nrf2 также называют «хранителем здоровья и сторожем видового долголетия»[1679]. Усиление Nrf2-сигнализации приводит к значительному увеличению продолжительности жизни у C. elegans[1680]и плодовых мушек[1681] и коррелирует с максимальным потенциалом продолжительности жизни у десяти видов грызунов[1682]. Например, у долгоживущих голых землекопов ген Nrf2 экспрессируется в 6 раз больше, чем у мышей[1683], и это сочетается с более низкой экспрессией белков-супрессоров[1684]. Это может объяснить не только то, почему они живут в 8 раз дольше[1685], но и то, что для уничтожения одного и того же процента клеток кожи голых землекопов требуется в 100 раз большая концентрация токсинов – тяжелых металлов и химиотерапевтических препаратов, – чем у мышей[1686]. Это маленькие голые машины для детоксикации. К сожалению, с возрастом уровень Nrf2[1687] и его сигнальная активность снижаются[1688]. Хотя тридцать минут езды на велосипеде могут повысить их уровень[1689], но самым мощным природным индуктором Nrf2 на планете может быть сульфорафан[1690] – соединение, которое образуется, когда мы разжевываем крестоцветные овощи: брокколи, белокочанную капусту, коллард и цветную капусту. Сульфорафан, как и активные компоненты зеленого чая и куркумы, освобождает Nrf2, окисляя его белок-супрессор, что омолаживает пожилых мышей[1691]. Те из них, кого кормили сульфорафаном, имели более высокую силу хвата по сравнению с молодыми и так же хорошо двигались на беговой дорожке[1692]. Активация Nrf2 привела к уменьшению повреждений ДНК и потери мышечной массы, а также к улучшению работы сердца и продолжительности жизни. А что насчет нас? Сульфорафан также может восстанавливать активность Nrf2 в наших стареющих тканях[1693], вот почему сульфорафан способен задерживать старение стволовых клеток человека[1694]. Всего одно соцветие брокколи в день может значительно уменьшить повреждение ДНК сигаретным дымом[1695], а две ежедневные чашки брюссельской капусты способны минимизировать повреждение ДНК одним из видов канцерогенов вареного мяса (гетероциклическим амином)[1696]. Примерно треть чашки в день капусты брокколи поможет нашему организму очиститься от бензола, загрязняющего воздух[1697]. В одном из исследований было обнаружено, что сульфорафан способен уменьшать воспаление, вызванное автомобильными выхлопами, – их впрыскивали в нос испытуемым в объеме, имитирующем многочасовое пребывание на автостраде в Лос-Анджелесе в час пик[1698]. вернутьсяFisher-Wellman K, Bloomer RJ. Acute exercise and oxidative stress: a 30 year history. Dyn Med. 2009;8:1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19144121/ вернутьсяRistow M, Zarse K, Oberbach A, et al. Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(21):8665–70. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19433800/ вернутьсяBraakhuis AJ. Effect of vitamin C supplements on physical performance. Curr Sports Med Rep. 2012;11(4):180–4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22777327/ вернутьсяKashi DS, Shabir A, Da Boit M, Bailey SJ, Higgins MF. The efficacy of administering fruit-derived polyphenols to improve health biomarkers, exercise performance and related physiological responses. Nutrients. 2019;11(10):E2389. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31591287/ вернутьсяVan der Avoort CMT, Van Loon LJC, Hopman MTE, Verdijk LB. Increasing vegetable intake to obtain the health promoting and ergogenic effects of dietary nitrate. Eur J Clin Nutr. 2018;72(11):1485–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29559721/ вернутьсяTrapp D, Knez W, Sinclair W. Could a vegetarian diet reduce exercise-induced oxidative stress? A review of the literature. J Sports Sci. 2010;28(12):1261–8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20845212/ вернутьсяLyall KA, Hurst SM, Cooney J, et al. Short-term blackcurrant extract consumption modulates exercise-induced oxidative stress and lipopolysaccharide-stimulated inflammatory responses. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2009;297(1):R70–81. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19403859/ вернутьсяFunes L, Carrera-Quintanar L, Cerdán-Calero M, et al. Effect of lemon verbena supplementation on muscular damage markers, proinflammatory cytokines release and neutrophils’ oxidative stress in chronic exercise. Eur J Appl Physiol. 2011;111(4):695–705. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20967458/ вернутьсяGhezzi P, Jaquet V, Marcucci F, Schmidt HHHW. The oxidative stress theory of disease: levels of evidence and epistemological aspects. Br J Pharmacol. 2017;174(12):1784–96. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27425643/ вернутьсяScudellari M. The science myths that will not die. Nature. 2015;528(7582):322–5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26672537/ вернутьсяPeng C, Wang X, Chen J, et al. Biology of ageing and role of dietary antioxidants. Biomed Res Int. 2014;2014:831841. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24804252/ вернутьсяMilisav I, Ribaric S, Poljsak B. Antioxidant vitamins and ageing. Subcell Biochem. 2018;90:1–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30779004/ вернутьсяSmejkal GB, Kakumanu S. Enzymes and their turnover numbers. Expert Rev Proteom. 2019;16(7):543–4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31220960/ вернутьсяRaghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/ вернутьсяZang H, Mathew RO, Cui T. The dark side of Nrf2 in the heart. Front Physiol. 2020;11:722. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32733266/ вернутьсяBrandes MS, Gray NE. NRF2 as a therapeutic target in neurodegenerative diseases. ASN Neuro. 2020;12:1759091419899782. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31964153/ вернутьсяSharma V, Kaur A, Singh TG. Counteracting role of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 pathway in Alzheimer’s disease. Biomed Pharmacother. 2020;129:110373. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32603894/ вернутьсяYuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/ вернутьсяRaghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/ вернутьсяRaghunath A, Sundarraj K, Nagarajan R, et al. Antioxidant response elements: discovery, classes, regulation and potential applications. Redox Biol. 2018;17:297–314. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29775961/ вернутьсяFerguson LR, Schlothauer RC. The potential role of nutritional genomics tools in validating high health foods for cancer control: broccoli as example. Mol Nutr Food Res. 2012;56(1):126–46. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22147677/ вернутьсяSun Y, Yang T, Leak RK, Chen J, Zhang F. Preventive and protective roles of dietary Nrf2 activators against central nervous system diseases. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2017;16(3):326–38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28042770/ вернутьсяYang L, Palliyaguru DL, Kensler TW. Frugal chemoprevention: targeting Nrf2 with foods rich in sulforaphane. Semin Oncol. 2016;43(1):146–53. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26970133/ вернутьсяQu Z, Sun J, Zhang W, Yu J, Zhuang C. Transcription factor NRF2 as a promising therapeutic target for Alzheimer’s disease. Free Radic Biol Med. 2020;159:87–102. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32730855/ вернутьсяLewis KN, Mele J, Hayes JD, Buffenstein R. Nrf2, a guardian of healthspan and gatekeeper of species longevity. Integr Comp Biol. 2010;50(5):829–43. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21031035/ вернутьсяTullet JMA, Hertweck M, An JH, et al. Direct inhibition of the longevity-promoting factor SKN-1 by insulin-like signaling in C. elegans. Cell. 2008;132(6):1025–38. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18358814/ вернутьсяSykiotis GP, Bohmann D. Keap1/Nrf2 signaling regulates oxidative stress tolerance and lifespan in Drosophila. Dev Cell. 2008;14(1):76–85. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18194654/ вернутьсяLewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/ вернутьсяYu C, Li Y, Holmes A, et al. RNA sequencing reveals differential expression of mitochondrial and oxidation reduction genes in the long-lived naked mole-rat when compared to mice. PLoS ONE. 2011;6(11):e26729. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22073188/ вернутьсяLewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/ вернутьсяAndziak B, O’Connor TP, Buffenstein R. Antioxidants do not explain the disparate longevity between mice and the longest-living rodent, the naked mole-rat. Mech Ageing Dev. 2005;126(11):1206–12. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16087218/ вернутьсяLewis KN, Wason E, Edrey YH, Kristan DM, Nevo E, Buffenstein R. Regulation of Nrf2 signaling and longevity in naturally long-lived rodents. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(12):3722–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25775529/ вернутьсяYuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/ вернутьсяZhou L, Zhang H, Davies KJA, Forman HJ. Aging-related decline in the induction of Nrf2-regulated antioxidant genes in human bronchial epithelial cells. Redox Biol. 2018;14:35–40. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28863281/ вернутьсяMallard AR, Spathis JG, Coombes JS. Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) and exercise. Free Radic Biol Med. 2020;160:471–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32871230/ вернутьсяZhang DD, Chapman E. The role of natural products in revealing NRF2 function. Nat Prod Rep. 2020;37(6):797–826. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32400766/ вернутьсяSu X, Jiang X, Meng L, Dong X, Shen Y, Xin Y. Anticancer activity of sulforaphane: the epigenetic mechanisms and the Nrf2 signaling pathway. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:5438179. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29977456/ вернутьсяBose C, Alves I, Singh P, et al. Sulforaphane prevents age-associated cardiac and muscular dysfunction through Nrf2 signaling. Aging Cell. 2020;19(11):e13261. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33067900/ вернутьсяKubo E, Chhunchha B, Singh P, Sasaki H, Singh DP. Sulforaphane reactivates cellular antioxidant defense by inducing Nrf2/ARE/Prdx6 activity during aging and oxidative stress. Sci Rep. 2017;7:14130. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29074861/ вернутьсяYuan H, Xu Y, Luo Y, Wang NX, Xiao JH. Role of Nrf2 in cell senescence regulation. Mol Cell Biochem. 2021;476(1):247–59. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32918185/ вернутьсяRiso P, Martini D, Møller P, et al. DNA damage and repair activity after broccoli intake in young healthy smokers. Mutagenesis. 2010;25(6):595–602. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20713433/ вернутьсяHoelzl C, Glatt H, Meinl W, et al. Consumption of Brussels sprouts protects peripheral human lymphocytes against 2-amino-1-methyl-6-phenylimidazo[4,5-b]pyridine (PhIP) and oxidative DNA-damage: results of a controlled human intervention trial. Mol Nutr Food Res. 2008;52(3):330–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18293303/ вернутьсяEgner PA, Chen JG, Zarth AT, et al. Rapid and sustainable detoxication of airborne pollutants by broccoli sprout beverage: results of a randomized clinical trial in China. Cancer Prev Res. 2014;7(8):813–23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24913818/ вернутьсяHeber D, Li Z, Garcia-Lloret M, et al. Sulforaphane-rich broccoli sprout extract attenuates nasal allergic response to diesel exhaust particles. Food Funct. 2014;5(1):35–41. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24287881/ |
