УДК 612.543

Влияние интервального голодания на физиологию сердечно- сосудистой и нервной системы

Новикова Юлия Леонидовна – кандидат биологических наук, доцент кафедры Общей патологии и физиологии Орловского государственного университета им. И.С. Тургенева

Ржевский Алексей Тимофеевич – студент Медицинского института Орловского государственного университета им. И.С. Тургенева

Поповичева Виктория Александровна – студентка Медицинского института Орловского государственного университета им. И.С. Тургенева

Аннотация: В статье поднимается вопрос о влиянии интервального голодания на организм человека, в том числе пациентов с коморбидными состояниями. Автор оценивает соотношение «польза-риск» интервальной диеты; ее влияние на ограничения в питании, связанные с религиозными верованиями; воздействие периодического голодания на состояние микробиоты желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Несмотря на значительное количество публикаций об экспериментах на грызунах, данная проблема остается недостаточно изученной на людях и требует дальнейших изысканий ученых.

Ключевые слова: голодание, заболевание, нервная система, сосуды, здоровье.

Концепция использования контролируемого голодания в качестве лечебной стратегии восходит к античности, когда такие светила, как Авиценна и Гиппократ, предлагали воздержание от пищи в качестве терапевтического средства при различных заболеваниях. Эта практика была исследована в Советском Союзе известными научными авторитетами, включая академиков П.К. Анохина, А.А. Покровского, Н.А. Федорова и Л.Н. Бакулева. Одним из наиболее значительных вкладов в эту область был вклад доктора Ю.С. Николаев, профессор и доктор медицинских наук, который обосновал эффективность голодания в сочетании с диетотерапией при лечении психических расстройств, таких как шизофрения [3].

В 21 веке дискуссия о периодическом голодании приобрела новую актуальность после того, как японский молекулярный биолог Есинори Охсуми удостоился высокой оценки. В 2016 году мировое научное сообщество отметило новаторскую работу Охсуми Нобелевской премией по физиологии и медицине за его открытие аутофагии - процесса обновления клеток. Исследование Охсуми выявило генетические основы аутофагии и подробно описало, как клеточные механизмы адаптируются в периоды нехватки пищи и реагируют на патогенные инвазии. Этот клеточный механизм, при котором клетки переваривают и перепрофилируют свои поврежденные органеллы, играет решающую роль в предотвращении целого спектра нейродегенеративных расстройств, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и различные виды рака, что позволяет предположить, что аутофагия может быть активирована с помощью определенных режимов голодания.

Помимо центральных часов, временные паттерны также регулируются периферическими часами, расположенными в различных органах, таких как печень, поджелудочная железа и жировые клетки. Эти часы, в отличие от центральной нервной системы, в большей степени реагируют на цикл приема пищи, чем на свет. Изменения в рационе питания могут привести к рассинхронизации между центральными и периферийными часами. Например, ограничение доступности пищи в дневное время у ночных мышей нарушает синхронизацию циркадных часов во многих органах, включая печень, желудок и поджелудочную железу, среди прочих, оставляя при этом без изменений центральный механизм синхронизации. Аналогичным образом, задержка приема пищи всего на четыре часа может привести к сдвигу суточных ритмов печени на эквивалентную продолжительность. Кроме того, исследования показывают, что соблюдение ритмичного режима приема пищи может сохранить циркадные ритмы часовых генов в периферических тканях даже в условиях постоянного освещения или после нарушения работы центральной системы. Это подчеркивает, что сигналы от циклов "кормление-голодание" оказывают более значительное влияние на периферийные часы, чем цикл "свет-темнота" [1].

С точки зрения физиологических процессов, циркадный ритм человека делится на отдельные фазы активности и отдыха. Мелатонин, который часто называют гормоном сна, играет ключевую роль в модуляции этих ритмов. Характер его секреции отражает суточный цикл, начинающийся около 22:00, достигающий максимума в 03:00 и снижающийся к 10:00, при этом его уровни колеблются в зависимости от продолжительности воздействия света, особенно в условиях недостаточного освещения [4].

Между 07:00 и 08:00, наблюдается заметный пик активности кортизола, который подготавливает организм к повышенным энергетическим нагрузкам, характерным для дневной деятельности. Выработка кортизола обратно пропорциональна уровню мелатонина, который обычно подавляет секрецию кортизола, тем самым устанавливая встречный ритм между этими двумя гормонами.

Новые исследования подчеркивают метаболические преимущества ограничения приема пищи активной фазой циркадного цикла. Такой выбор времени приема пищи был связан со снижением массы тела и жировой ткани и обеспечивает защиту от метаболических нарушений у таких моделей, как ночные мыши и дневные мухи, получавшие диету с высоким содержанием жиров. Доказано, что этот режим оказывает противовоспалительное действие, стимулирует синтез желчных кислот и способствует снижению уровня холестерина, подчеркивая сложную взаимосвязь между циркадными ритмами, диетическим поведением и метаболическим здоровьем.

В современных исследованиях с использованием моделей на животных для изучения процесса старения было показано, что введение ПОВ последовательно уменьшает снижение сократительной способности сердца, к которому у мышей и мух могут привести как возраст, так и диета с высоким содержанием жиров. Исследования свидетельствуют не только о восстановлении сниженной механочувствительности желудка и блуждающего нерва, но и об улучшении циркадных ритмов кишечного микробиома и восстановлении нарушенного метаболизма жирных кислот. Эти результаты подчеркивают многогранные метаболические преимущества ПОВ, которые, по-видимому, предотвращают развитие хронических заболеваний у этих животных моделей и могут даже противодействовать пагубному воздействию ожирения и преклонного возраста [2].

Параллельно с этими выводами, периодическое ограничение потребления энергии было тщательно изучено в более чем 20 различных исследованиях с участием людей, включающих как контролируемые испытания, так и менее структурированные интервенционные анализы. Объем этих исследований относительно ограничен как по продолжительности – всего от четырех дней до максимум 16 недель – так и по количеству участников, которое варьируется от восьми до 116 человек, включая как людей с нормальным весом, так и тех, кто классифицируется как страдающие избыточным весом или ожирением. Хотя результаты в основном указывают на умеренное снижение массы тела, жировой ткани и объема талии, также отмечается улучшение показателей метаболизма, таких как триглицериды и показатели воспаления, наряду со снижением артериального давления и атерогенных липопротеидов. Кроме того, в некоторых исследованиях сообщалось о заметном улучшении регуляции уровня глюкозы, хотя эти результаты не были повсеместно подтверждены во всех исследованиях, что указывает на потенциальную вариабельность реакции на режим прерывистого голодания.

Эти исследования выявляют сложную взаимосвязь между диетическими вмешательствами и биологическими реакциями, подчеркивая потенциал целенаправленных стратегий питания для воздействия на целый ряд физиологических систем и предлагая многообещающий путь для дальнейшего изучения в контексте старения и метаболического здоровья [5].

Несмотря на то, что некоторые исследования демонстрируют впечатляющие результаты, всесторонний мета-анализ базы данных Cohape за 2021 год ставит под сомнение эффективность прерывистого голодания (IG), в частности, питания с ограничением по времени, как более эффективного по сравнению с традиционными методами снижения калорийности в борьбе с ожирением и связанными с ним расстройствами. Это тщательное исследование включало 18 рандомизированных контролируемых исследований с участием 1125 участников, в ходе которых сравнивалось влияние ИГ как на неограниченное питание, так и на постоянное ограничение калорий. В выборку вошли взрослые люди в возрасте от 18 лет и старше, включая лиц как с кардиометаболическими факторами риска, так и без них. В число тщательно изученных диетических подходов входили чередующиеся дневные голодания, их модифицированные варианты, периодические голодания и строгие ограничения по времени приема пищи. В семи из этих исследований ИГ сравнивался с нерегулируемыми пищевыми привычками, в восьми – с диетой с дефицитом калорий, а в трех – с учетом обеих диетических стратегий. Результаты регистрировались в течение различного периода времени, при этом краткосрочные результаты наблюдались в течение трех месяцев, а среднесрочные – от трех до 12 месяцев.

Метаанализ выявил незначительное снижение массы тела при ИГ по сравнению с нерегулируемым питанием на краткосрочном этапе, при этом средняя потеря веса составила 2,88 кг (95% доверительный интервал варьировался от -3,96 до -1,80 у 224 участников семи исследований), хотя эти результаты были признаны малонадежными. И наоборот, когда ИГ сравнивали с ограничением калорий, краткосрочные преимущества были едва заметны (средняя потеря веса составила 0,88 кг, а 95%-ный доверительный интервал составил от -1,76 до 0,00 у 719 участников 10 исследований, что было оценено как очень низкая надежность). В среднесрочных оценках не было отмечено существенных изменений (среднее изменение составило -0,56 кг, 95% доверительный интервал от -1,68 до 0,56 у 279 участников в четырех исследованиях, при этом результаты снова характеризовались низкой надежностью). Этот анализ подчеркивает сложность эффективности диеты, предполагая, что, хотя ИГ может принести некоторые непосредственные преимущества по сравнению с не ограничивающими диетами, его эффективность сравнима с обычными диетами с ограниченным потреблением калорий, но со временем его преимущества уменьшаются [1].

Несмотря на признание потенциальных преимуществ для здоровья, широкое распространение практики ограниченного по времени приема пищи (ПОВ) в настоящее время не имеет веских оснований. В первую очередь это связано с ограниченным объемом клинических исследований ее эффективности на людях. Такие исследования, как правило, являются краткосрочными, демонстрируют значительные различия в демографическом составе участников и часто приводят к противоречивым результатам. Более того, операционная структура ПОВ имеет существенные недостатки и ограничения, которые могут препятствовать ее практическому применению. Примечательно, что требование ограничивать ежедневный прием пищи 16-18-часовым интервалом создает значительные трудности. Часто оказывается невозможным придерживаться таких ограничений, соблюдая баланс между семейными, социальными и профессиональными обязанностями. В частности, лица, занятые на ночных работах, сталкиваются со значительными трудностями из-за несоответствия графика их работы их рабочему времени. Кроме того, семейный образ жизни может серьезно ограничить возможность употребления ПОВ, поскольку обычное время приема пищи — завтрак, обед и ужин — как правило, не соответствует общепринятым общественным нормам. Ужин, в частности, играет ключевую роль в семейной жизни, являясь не только решающим моментом для укрепления семейных уз, но и краеугольным камнем социального и эмоционального развития. Такие встречи выходят за рамки семейной сферы и включают в себя общение с друзьями, коллегами и родственниками, укрепляя социальные связи и воспитывая чувство общности и поддержки.

Другим фактором, осложняющим внедрение ПОВ, является отсутствие стандартизированного протокола. По-прежнему не существует согласованного оптимального времени или продолжительности интервалов между приемом пищи и голоданием. Исследования разнятся: некоторые предполагают, что перерывы в приеме пищи составляют всего 8 часов, а другие увеличивают их до 10 часов, при этом рекомендации по срокам и продолжительности периодического снижения калорийности отличаются. Хотя побочные эффекты, связанные с приемом ПОВ, минимальны, если они согласованы с циркадными ритмами человека, различные исследователи подчеркивают необходимость большей ясности в отношении времени приема пищи. Отсутствие консенсуса подчеркивает необходимость разработки более подробных рекомендаций для повышения эффективности и адаптивности протоколов приема ПОВ [4].

Новые исследования указывают на то, что употребление пищи в ранние часы дня в сочетании с периодами высокой активности может привести к более выраженному улучшению обмена веществ. Несмотря на это, более широкому внедрению таких рационов питания, ориентированных на ранний прием пищи, могут препятствовать существующие в обществе нормы и культурные обычаи, касающиеся времени приема пищи и участия в общественных мероприятиях.

В заключение хотелось бы отметить, что, хотя ПОВ и связанные с ним стратегии питания открывают интересные возможности для борьбы с ожирением и укрепления здоровья, их общие рекомендации требуют тщательного изучения как научно обоснованных данных, так и проблем, связанных с их практическим применением. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить оптимальные условия, при которых эти диетические мероприятия могут быть наиболее эффективными, и определить, как их можно адаптировать к потребностям и образу жизни различных групп населения [2].

Основываясь на накопленных в настоящее время эмпирических данных, остается неясным, следует ли повсеместно применять в клинической практике диетологии протоколы, предусматривающие различные периоды приема пищи (ПОВ). Имеющиеся данные недостаточно обосновывают широкое применение режимов ПОВ в качестве нормативной диетической тактики. Остается открытым вопрос о том, какие демографические сегменты могут извлечь заметную выгоду из ПОВ или какие конкретные протоколы в рамках ПОВ окажутся наиболее эффективными.

Интервальное голодание, характеризующееся ограничением приема пищи в течение 8-10 часов в день, было связано с положительными краткосрочными результатами в кардиометаболическом профиле, о чем свидетельствуют несколько рандомизированных исследований. Однако долгосрочные последствия такого режима питания, особенно в отношении сердечно-сосудистых осложнений, остаются недокументированными.

Такой диетический подход может влиять на аутофагию, клеточный процесс, жизненно важный для поддержания гомеостаза и реакции на недостаток питательных веществ, который проявляется в трех различных формах: микроаутофагии, макроаутофагии и аутофагии, опосредованной шаперонами. Макроаутофагия, наиболее широко изученная из них, активируется преимущественно при дефиците клеточной энергии. В таких условиях клеточные компоненты разлагаются и перерабатываются, обеспечивая извлечение энергии или биосинтез необходимых метаболитов, что позволяет клеткам поддерживать функционирование в условиях дефицита ресурсов.

У людей с крепким здоровьем и молодой энергией процессы аутофагии хорошо регулируются, поддерживая нормальные физиологические функции. И наоборот, старение может нарушить эти механизмы, что потенциально может привести к патологическим состояниям или снижению аутофагической реакции, что является фактором, способствующим возникновению возрастных расстройств. Усиленная аутофагия связана со снижением уровня маркеров воспаления, таких как цитозольный белок NLRP3, который играет важную роль в выработке определенных интерлейкинов, и уменьшением количества свободных радикалов, тем самым уменьшая повреждение клеток и воспаление. Таким образом, дефицит аутофагии может усугубить пагубное воздействие на организм.

Интервальное голодание также запускает выработку кетоновых тел, важнейших альтернативных источников энергии. Примечательно, что β-гидроксибутират, первичное кетоновое тело, служит более выгодным энергетическим субстратом по сравнению с глюкозой. При его метаболизме не образуются активные формы кислорода, и он активирует глутатионпероксидазу, снижая перекисное окисление липидов — ключевой механизм повреждения клеток. Кроме того, кетоновые тела усиливают энергетический обмен в гиппокампе за счет модуляции экспрессии генов, что потенциально улучшает когнитивные функции, такие как память и внимание. Эти многогранные биохимические эффекты подчеркивают потенциальную терапевтическую пользу интервального голодания, хотя для полного выяснения его эффективности и безопасности необходимы всесторонние долгосрочные исследования.

Существует вероятность того, что диета с временными ограничениями может дать оптимальные результаты для людей, которые проявляют высокий уровень саморегуляции и могут успешно преодолеть склонность к перееданию после голодания, при условии, что эти люди не обременены культурными или семейными обязательствами, которые подчеркивают традиционное время приема пищи.

Выбор режима ПОВ должен быть стратегически согласован с личными целями и результатами, которых человек стремится достичь. Более того, к включению ПОВ в обычные диетические рекомендации следует подходить с осторожностью, принимая во внимание потенциальные противопоказания, такие как ранее существовавшие заболевания, схемы одновременного приема лекарств, психологические барьеры и устоявшиеся схемы питания.

Если ПОВ будет включен в стандартные протоколы питания, это потребует комплексной, междисциплинарной стратегии. Совместное участие специалистов из различных областей, включая диетологов, эндокринологов, кардиологов, гастроэнтерологов и специалистов по физической подготовке, необходимо для обеспечения безопасности пациентов и смягчения любых побочных эффектов, связанных с ПОВ, которые могут варьироваться от колебаний веса и нарушений настроения до компульсивного пищевого поведения и других неупорядоченных форм питания [5].

Во время голодания людям разрешается употреблять негазированную воду без запаха, а также кофе и чай без сахара. Потребление жидкости не ограничено, что способствует процессу адаптации организма и выведению токсинов.

Для тех, кому сложно воздерживаться от еды на начальном этапе, допустимо употребление нежирных бульонов, как на мясной, так и на овощной основе, с добавлением специй.

Когда дело доходит до приема пищи, нет никаких ограничений на виды пищи, которые можно употреблять, при условии соблюдения интервалов приема пищи. Однако употребление высококалорийных или малопитательных продуктов может свести на нет потенциальную пользу от похудения и свести на нет общие преимущества этой диеты для здоровья.

Желательно включить в свой рацион больше продуктов, богатых белком, овощей, цельного зерна и орехов. Дальнейшее обогащение рациона свежими ягодами, несладкими фруктами и листовой зеленью может увеличить потребление необходимых витаминов и минералов, улучшая питательный профиль организма.

В 2017 году практика интервального голодания привлекла внимание технологической индустрии Кремниевой долины. Она стала особенно популярной после того, как ее внедрили руководители компаний, которые организовали коллективные голодания, вовлекая в этот режим своих сотрудников. Это движение было частично вдохновлено Нобелевской премией по медицине и физиологии, присужденной в 2016 году японскому ученому Есинори Осуми за его новаторские исследования в области аутофагии.

Исследования Осуми проливают свет на то, как клетки удаляют дефектные белки и органеллы. Он обнаружил, что скорость аутофагии, или эффективность, с которой клетки очищают себя от мусора, зависит от уровня энергии клеток. Низкоэнергетические состояния, похожие на клеточный голод, повышают способность клеток расщеплять и повторно использовать старые или поврежденные белки в качестве источника энергии.

Первоначально его наблюдения были сделаны с использованием пекарских дрожжей, подвергнутых голоданию. Вдохновленные этими открытиями, многочисленные стартапы в Кремниевой долине начали экспериментировать с голоданием, сообщая о положительных результатах.

Интервальное голодание остается излюбленным методом контроля веса, отличающимся гибкостью в отношении подсчета калорий. В первую очередь оно направлено на выбор времени, при этом наиболее распространенным является режим 16/8, который предполагает 16-часовое голодание, за которым следует 8-часовой перерыв для приема пищи. Такой подход не только упрощает диетические привычки, но и приводит в соответствие с естественными процессами организма для оптимизации использования энергии и детоксикации.

Периодическое голодание, которое часто хвалят за его эффективность в регулировании уровня глюкозы в крови, недавно было тщательно изучено на предмет потенциального вреда для здоровья сердечно-сосудистой системы. Значительный объем медицинских исследований в настоящее время показывает, что приверженцы режима голодания 16/8 могут столкнуться со значительно повышенным риском смертности, связанным с заболеваниями сердца и сосудов. В частности, у людей, придерживающихся такого режима питания, риск сердечно-сосудистой смертности повышается на 91% по сравнению с теми, кто увеличивает время приема пищи до 12-16 часов в день.

Дальнейший анализ показывает, что люди с уже существующими сердечно-сосудистыми заболеваниями, которые ограничивают свой прием пищи 8-10-часовым интервалом, подвергаются повышенному риску смертности на 66%. Такой режим питания, хотя на первый взгляд и кажется благоприятным, может вызвать множество побочных симптомов, включая головокружение, выраженную раздражительность, усталость и постоянное чувство голода — симптомы, которые особенно распространены у тех, кто строго следит за потреблением калорий.

В свете этих результатов эксперты по питанию выступают за индивидуальный подход к питанию, который тщательно учитывает индивидуальные особенности здоровья. Рекомендации смещаются в сторону соблюдения минимального периода голодания, составляющего примерно 12 часов, и сокращения вечернего приема пищи. Кроме того, рекомендуется принимать пищу с интервалом в три часа в течение дня, чтобы уменьшить чувство голода и поддерживать стабильность обмена веществ.

Разделяя эти опасения, Американская кардиологическая ассоциация связала модель прерывистого голодания 16:8 с заметным увеличением рисков для здоровья, в частности, с ухудшением состояния сердца и сосудов. Эта корреляция была подтверждена на основе обширного анализа медицинских данных, охватывающих 20 000 американских участников, что подчеркивает острую необходимость пересмотра популярных диетических практик, которые могут непреднамеренно усилить факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний.

В целом, новые исследования подчеркивают метаболические преимущества ограничения приема пищи активной фазой циркадного цикла. Такой выбор времени приема пищи был связан со снижением массы тела и жировой ткани и обеспечивает защиту от метаболических нарушений у таких моделей, как ночные мыши и дневные мухи, получавшие диету с высоким содержанием жиров. Доказано, что этот режим оказывает противовоспалительное действие, стимулирует синтез желчных кислот и способствует снижению уровня холестерина, подчеркивая сложную взаимосвязь между циркадными ритмами, диетическим поведением и метаболическим здоровьем.

Список литературы

1. Илюшкина, А. И. Влияние интервального голодания на биохимические процессы в организме / А. И. Илюшкина, Е. С. Кудинова // Наука молодых: материалы региональной межвузовской студенческой научно-практической конференции, Орел, 15 июня 2023 года / Составители: Воронкова М.В., Ермакова Н.В., Коношина С.Н.. – Орел: Общество с ограниченной ответственностью полиграфическая фирма «Картуш», 2023. – С. 100-102.
2. Обломова, Е. Р. Интервальное голодание: основные аспекты и проблема совмещения со спортом / Е. Р. Обломова, Е. С. Айвазова // Физическая культура, спорт и туризм в высшем образовании : Сборник материалов XXXIV Всероссийской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов, молодых ученых, профессорско-преподавательского состава, Ростов-на-Дону, 20 апреля 2023 года. – Ростов-на-Дону: Ростовский государственный экономический университет "РИНХ", 2023. – С. 236-239.
3. Отношение молодого поколения к интервальному голоданию / А. К. Алтавова, А. С. Кузина, К. Д. Набирушкина, Г. В. Губанова // Week of Russian science (WeRuS-2023): Сборник материалов ХII Всероссийской недели науки с международным участием, посвященной Году педагога и наставника, Саратов, 18–21 апреля 2023 года / Редколлегия: Н.А. Наволокин, А.М. Мыльников, А.С. Федонников. – Саратов: Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского, 2023. – С. 154.
4. Шихахмедов, Р. А. Влияние интервального голодания на организм человека / Р. А. Шихахмедов, С. М. Куликов, Р. И. Исаев // Обществознание и социальная психология. – 2023. – № 5-5 (49). – С. 15-25.
5. Шихахмедов, Р. А. Влияние интервального голодания на организм человека / Р. А. Шихахмедов, С. М. Куликов, Р. И. Исаев // Обществознание и социальная психология. – 2023. – № 6-3 (50). – С. 87-91.