Горькая дыня и диабет

Мотыляев А.
(«ХиЖ», 2017, №10)

pic_2017_10_28.jpg

Незрелая момордика вполне заслуживает эти названия – горькая дыня, огурец, тыква

Фотограф .Bambo. / flickr.com

Тропические тыквы

В тропиках много съедобных растений, о которых на севере и не слышали. Некоторые из них стараниями гурманов и селекционеров распространяются по всему миру. Родина обыкновенного огурца — Индия, а его путь в Россию пролегал, скорее всего, через Восточную Азию. Но в экзотических странах есть еще много полезных диковинок. Вот, например, горькая дыня, или момордика (Momordica charantia), — из того же семейства тыквенных, что и огурец и многие другие любимые во всем мире овощи. Ее сорт «Гоша», пригодный для выращивания в условиях короткого, но жаркого сибирского лета как в теплице, так и в открытом грунте, вывели специалисты из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. Кстати, при выращивании подобных тропических диковинок критическим может оказаться вовсе не недостаток тепла, а избыток света — у себя на родине они привыкли к короткому световому дню, при длинном — плоды не завязываются. Районированные сорта как раз и должны решать проблему длинного летнего дня, как это произошло с другими пришельцами из теплых стран — баклажанами и физалисом.

Момордику традиционно выращивают во многих жарких странах. В пищу употребляют ее плоды, похожие на длинные бородавчатые огурцы, а также листья, молодые побеги и семена. Поскольку момордика — лиана с четырехметровыми стеблями, и она дает много пасынков, листьев с нее даже в наших широтах можно собрать немало, а если повезет, то и плодов. Незрелые плоды тушат подобно баклажанам, зрелые жарят, листья и молодые побеги кладут в салат или сушат и добавляют в чай. При сборе надо соблюдать осторожность — пока плоды не начали завязываться, листья момордики жгучие, как крапива. Во всех частях растения содержится алкалоид момордицин, из-за него блюда горчат, но в меру, так, будто их приправили куркумой – недаром это растение называют горькой дыней, тыквой или огурцом. Из самой момордики делают горькую приправу к различным азиатским блюдам. Если тепла хватает, горькая дыня может дозреть — тогда плод станет оранжевым и раскроется в виде трех лепестков, обнажив внутренность с крупными семенами, каждое из которых одето толстым красным околоплодником со вкусом хурмы (видимо, поэтому ее еще называют индийским гранатом). По мере созревания плод становится все более горьким.

pic_2017_10_29.jpg

Глядя на зрелый плод момордики, понимаешь, почему ее иногда называют индийским гранатом

Фотограф hanatomosan / flickr.com

Вместе с двумя другими экзотическими тыквами, районированными в ЦСБС СО РАН, — рогатым африканским огурцом кивано (сорт «Зеленый дракон»; см. «Химию и жизнь», 2017, 6) и восковой азиатской тыквой бенинказой (сорт «Акулина») — момордика входит в число функциональных продуктов питания. Иными словами, это растение не лекарственное, а пищевое (а стало быть, прием горькой дыни внутрь не нуждается в особой регламентации), однако постоянное употребление блюд из нее способствует профилактике и даже лечению болезней. В частности, есть предположение, что момордика полезна при диабете. Чтобы понять, за счет чего она может быть полезной, вспомним, что такое диабет.


Тонкости утилизации глюкозы

Сахарный диабет — нарушение усвоения глюкозы, важнейшего вещества, которое служит источником энергии для всех наших клеток. Но чтобы принести энергию клетке, молекула глюкозы должна попасть внутрь нее. За это отвечает специальный белок в клеточной мембране — глюкозный транспортер. А сигнал встроить этот белок в мембрану и начать перенос глюкозы обычно дает инсулин. Этот гормон, вырабатываемый бета-клетками поджелудочной железы в ответ на повышение уровня глюкозы в крови, соединяется со своим рецептором на мембране клетки и запускает каскад сигнальных реакций. После этого везикулы — мембранные пузырьки внутри клетки, несущие белок-транспортер, — сливаются с внешней мембраной, и в ней появляются «входы» для глюкозы.

Так происходит во всех клетках, кроме мышечных — у них есть второй механизм: белок-транспортер появляется в мембране в ответ на физические упражнения. При этом одни везикулы реагируют на сжатие мышечной клетки, а другие — на снижение энерго-снабжения мышцы. Первые особенно хорошо себя проявляют в ритмически сокращающейся сердечной мышце, которая, таким образом, мало зависит от наличия инсулина.

Глюкоза может поступать не только с едой: при недостатке энергии печень сама начинает синтезировать глюкозу, потребление которой в норме также регулирует инсулин.

Эта схема способна поломаться в нескольких местах. При диабете первого типа организм лишается клеток, производящих инсулин, так что отключается вся цепочка реакций, приводящая к поглощению глюкозы. Бывает и по-другому: бета-клетки живы, инсулин в крови есть, но он плохо работает. Это диабет второго типа, и у него есть две главные причины: недостаточная выработка инсулина и недостаточное число инсулиновых рецепторов у клеток-потребителей. Бывает еще и независимое от этих причин снижение чувствительности клеток к инсулину, механизм которого непонятен. Вероятно, в это дело способна вмешиваться и самая большая железа организма — его жировая ткань: жировые клетки синтезируют среди прочего гормоны-адипокины, и некоторые из них могут блокировать рецепторы, не давая клетке потреблять глюкозу.

Так или иначе, в организме возникает сильная разбалансировка процессов. Реагируя на высокий уровень глюкозы, поджелудочная железа может производить в два-три раза больше инсулина, чем в норме, то есть работать с чрезмерным напряжением. В то же время клетки, лишенные глюкозы из-за блокады инсулиновых рецепторов, сигнализируют об энергетическом голоде, и печень начинает синтезировать добавочную глюкозу, которая всасывается ничуть не лучше, чем уже имеющаяся в крови. А лишняя глюкоза — это весьма нехорошо и само по себе; попав внутрь эритроцитов, она реагирует с гемоглобином, образуя гликированный гемоглобин. Это соединение провоцирует образование свободных радикалов, которые повреждают эритроциты, что ведет к их слипанию и сгущению крови. А выделение из поврежденных эритроцитов свободного гемоглобина вызывает дальнейшие неприятности. Сейчас даже возникла тенденция оценивать тяжесть диабета именно по концентрации гликированного гемоглобина в крови, а не по содержанию сахара. Вредными оказываются и другие продукты реакции с глюкозой — гликированые белки и жиры: их избыток не только вызывает различные осложнения при диабете, но и способствует развитию многих других возрастных заболеваний — от атеросклероза до болезни Альцгеймера.



Лекарство от диабета

Лекарство от диабета должно решать две задачи — обеспечение клеток глюкозой и удаление непотребленной глюкозы из крови. Поскольку причин у болезни может быть несколько, предлагается и несколько путей решения (хотя для диабета первого типа лечение по большому счету одно — инъекции инсулина).

Диабет второго типа, а именно о нем пойдет речь далее, дает больше возможностей. Перспективный вариант — обходиться без лекарств: снижать сахар за счет диеты и физических упражнений, чтобы работающие мышцы усваивали глюкозу без инсулина, а приемом антиоксидантов, того же зеленого чая, защищаться от гликозированных продуктов. Этот способ медики считают основным при профилактике диабета у склонных к нему людей: опыты показывают, что вдвое эффективнее, чем сахаропонижающие препараты. Некоторые специалисты указывают, что так можно поддерживать здоровье и при диабете первого типа, но отмечают серьезную опасность: переусердствовав с бегом или гимнастикой, можно слишком сильно снизить содержание глюкозы в крови. Поэтому эксперименты с физической нагрузкой такие люди должны ставить только под контролем врача.

Существуют и химические методы противостояния диабету, которые связаны с несколькими группами лекарств. Первое сахаропонижающее вещество синтезировали в 1922 году; это был метформин из класса бигуанидинов. В 1929 году на кроликах была установлена его способность понижать содержание сахара в крови, однако до клинических испытаний дело тогда не дошло, а вскоре появился инсулин. Но вот в 50-х годах французский исследователь Жан Штерн обнаружил, что алкалоид галегин, выделенный из козлятника лекарственного Galega officinalis (это растение рекомендует при диабете народная медицина), не только снижает содержание сахара в крови, но по структуре похож на полузабытый метформин. Так снова возник интерес к этому веществу, и сейчас метформин и другие бигуанидины — основа терапии диабета второго типа. Всемирная организация здравоохранения называет его самым массовым лекарством от диабета; инсулин стоит на втором месте, с двукратным отставанием по числу выписанных рецептов. Это неудивительно, ведь таблетка метформина не дороже аспирина. Биохимики установили механизм его действия: метформин блокирует синтез глюкозы в печени, а также повышает чувствительность клеток к глюкозе, обеспечивая ее всасывание. Правда, у трети пациентов возникают пищеварительные проблемы — понос, тошнота, из-за чего они прибегают к другим лекарствам. Зато от метформина не растет вес — в отличие от инсулина, он не стимулирует поглощение глюкозы жировыми клетками.

Инсулин — важное средство борьбы и с диабетом второго типа, его инъекции помогают уберечь клетки поджелудочной железы от износа и восполнить дефицит инсулина, если таковой имеется.

На третьем месте по распространенности находится сульфонилмочевина, стимулирующая образование инсулина. Многие медики относятся к этому лекарству настороженно, ведь если у пациента и без того инсулина выработается больше нормы, такой препарат никак не поможет, а скорее навредит — заставит поджелудочную железу работать еще напряженнее. Впрочем, новейшие препараты этой группы одновременно повышают способность клеток к поглощению глюкозы, то есть решают важнейшую проблему диабета второго типа — снабжение клеток энергией при наличии глюкозы и плохо работающего инсулина.

Существуют и препараты, мешающие всасыванию глюкозы в кишечнике, но они также вызывают расстройство желудка и не пользуются популярностью.

В 2005 году появился новый класс препаратов со следующим принципом работы. В пищеварительном тракте при потреблении пищи вырабатываются ферменты GLP-1 (глюкагоноподобный пептид-1) и GIP (глюкозозависимый инсулинотропный полипептид). Они выполняют несколько функций, главные из которых — стимулирование образования инсулина и регенерация синтезирующих его бета-клеток. В норме эти пептиды быстро разрушаются, прежде всего благодаря ферменту дипептидилпептидазе-4 (DDP-4); он расположен на мембранах клеток и выполняет также множество других задач. Лекарство может или замедлить это разрушение (например, глиптины — ингибиторы DDP-4), или заменить сами гормоны искусственным аналогом (так действуют эксантиды — GLP-1-агонисты). Новейшая находка фармацевтов — одобренные к применению в 2013 году вещества из класса глифлозинов. Они препятствуют поглощению почками глюкозы из мочи и ее возврату в кровь — излишний сахар выводится из организма независимо от инсулинового пути. Однако не очень ясно, как препарат сказывается на самих почках, а поскольку этот препарат не решает главной проблемы диабета второго типа — энергетического голода клеток, он должен работать в комплексе с тем, который стимулирует поглощение ими глюкозы. Новые лекарства также способствуют снижению веса, однако вопрос о побочных действиях при длительном приеме остается открытым именно из-за их новизны.



Анализ момордики

У сахаропонижающих препаратов есть серьезный недостаток: и метформин, и новейшие средства могут снизить содержание гликированного гемоглобина лишь на 0,5—1,3%. Это годится лишь для начальных форм заболевания: в норме оно не должно превышать 6,5%, а при диабете растет до 7,5—10%. Значит, нужно принимать комплекс препаратов и порой добавлять уколы инсулина. Это дорого и не всем доступно. Потому-то и не снижается интерес, особенно в странах третьего мира, к дешевым средствам для контроля сахара, которые желательно выращивать на своем огороде. Момордика занимает важнейшее место среди таких средств, причем она привлекает внимание не только знахарей, но и биохимиков, старающихся подтвердить сам факт и установить возможный механизм ее целебного действия. Ведь, как утверждают литературные источники, горькую дыню в местах ее произрастания применяют для лечения диабета, да и не только его, в течение тысячелетий.

Что же смогли выяснить исследователи за полвека трудов на плантациях момордики? Относительно свежий обзор литературы по проблеме опубликовала в 2011 году международная группа исследователей: Джайпал Сингх и Гугнасекар Манохаран из университета Центрального Ланкашира, Эммануэль Каммингс из университета Гайаны, Хубу Калаш из будапештского Университета Земмельвайса и ведущий автор Эрнест Адегат из университета Аль-Айн в ОАЭ («The Open Medicinal Chemistry Journal», 2011, 5, (Supple 2-M2), 70—77). Они отметили, что сегодня в лабораториях всего мира — в Индии, Японии, США, Таиланде, Египте, КНР, Тайване, Австралии, Нигерии, Пакистане, Бразилии, Непале, на Филиппинах и в Перу — выделили более 200 важных для медицины веществ из листьев, стеблей, плодов и семян момордики. С самими растениями провели четыре десятка исследований с участием людей, в том числе клинических, и более сотни — на животных. Подавляющее большинство продемонстрировало способность момордики снижать содержание сахара в крови при умеренном диабете второго типа. Впрочем, метаанализ влияния различных частей момордики на здоровье людей с диабетом второго типа, приведенный в кокрановском обзоре 2012 года («Cochrane Database of Systematic Reviews», 2012, 8, CD007845; doi: 10.1002/14651858.CD007845.pub3), менее оптимистичен. Его составители насчитали лишь четыре исследования, которые были проведены как положено, то есть с контролем и двойным слепым методом; в этих опытах приняло участие 479 человек, за которыми наблюдали три месяца. Лишь две работы были опубликованы в рецензируемых журналах. Вдобавок результаты этих четырех работ противоречат друг другу. Например, сравнение с плацебо способности момордики понижать сахар в крови не дало статистически значимой разницы. Но, с другой стороны, действие момордики было не хуже, чем у метформина, а в нем-то специалисты не сомневаются. Поэтому авторы метаанализа честно признаются: данных слишком мало, чтобы делать обоснованные выводы, и нужно продолжать методически правильно поставленные работы.

Одна из причин, мешающих добиться положительных эффектов, может быть в том, что исследователи использовали очень большие дозы момордики или ее экстрактов. В бытовой же практике люди момордикой не злоупотребляют — заваривают полчашки листьев и выпивают этот настой за один-два раза в течение дня. Альтернативой служат 1—2 г высушенного экстракта. Некоторые смешивают размолотые плоды с водой или соком и принимают ложку или две этой жидкости перед едой.

pic_2017_10_31.jpg

Целебные вещества момордики — моморхарин и момордицин — имеют схожие структурные моменты с молекулами целебных веществ: давно известного метформина и производного сульфонилмочевины второго поколения глибенкламида

Однако биохимики в опытах на животных сумели-таки среди целебных веществ момордики найти по крайней мере два, способных вмешиваться в регулирование круговорота глюкозы. Это принадлежащий к группе сапонинов гормон моморхарин, или харантин, и уже упоминавшийся алкалоид момордицин. Их молекулы по строению схожи с некоторыми противодиабетическими лекарствами, прежде всего нового поколения, из группы сульфонилмочевин. Авторы обзора усматривают и схожесть с метформином, но ее можно заметить лишь при большой фантазии. Как бы то ни было, действие экстрактов именно этих двух соединений в опытах давало сахаропонижающие эффекты, схожие с теми, что отмечены для целых растений. Вообще говоря, сапонины уже давно заподозрены в способности снижать содержание сахара в крови: есть сведения, что они опосредованно препятствуют синтезу адипокинов и повышают таким образом чувствительность усваивающих глюкозу клеток к инсулину («World Journal of Diabetes». 2017, 8, 7, 337—345; doi: 10.4239/wjd.v8.i7.337).

Как именно действует момордика — в этом вопросе ясности нет: для объяснения предлагают чуть ли не все механизмы, испробованные фармацевтами при разработке лекарств от диабета. Это и стимуляция ею выработки инсулина, и стимуляция клеток к поглощению глюкозы, и препятствование всасыванию глюкозы в кишечнике, и подавление синтеза глюкозы печенью, и даже регенерация поврежденных и появление новых бета-клеток. Причем все эти, да и другие гипотезы подтверждены экспериментально. Например, в серии исследований, в которой приняли участие Сингх и некоторые другие авторы вышеупомянутого обзора, у крыс уничтожали бета-клетки, а затем, добавляя в еду сок плодов момордики, пытались их восстанавливать, и вполне успешно (см, например, «Diabetes Research and Clinical Practice», 1998, 40, 145—151). Правда, вернуться к норме все же не удавалось. Получается, что вещества момордики способствуют появлению новых клеток либо восстановлению старых. В своей кандидатской диссертации ведущий автор упомянутой работы Иджаз Ахмед обнаружил, что экстракт момордики не только снижает содержание глюкозы, но и, по крайней мере у крыс, предохраняет периферийные нервы от повреждения — диабетической нейропатии. Это наводит на мысль, что у момордики есть вещества, играющие роль факторов роста, что помогает объяснить и историю с регенерацией бета-клеток. Исследователи же из Манчестерского университета и Университета короля Сауда бен Абдул Азиза совсем недавно («PLoS ONE», 2016, 11, 8, e0159985; doi: 10.1371/journal.pone.0159985) показали, что плоды момордики, впрочем, как и листья, не только обладают мощными антиоксидантыми свойствами, но и замедляют формирование продуктов гликирования. Если эти данные верны, то момордика — еще и перспективное средство против старения.

Есть также положительные результаты опытов по действию экстрактов из момордики на раковые клетки разного типа: у них удается вызвать апоптоз либо замедлить размножение. Оптимисты даже называют момордику мощным профилактическим противораковым средством (свежий обзор по этой теме подготовили Прасад Дандават, Дхармалингам Субраманиам и их коллеги из Канзаского университета, а также из Индии, «Chinise Journal of Natural Medicine», 2016, 14, 2, 81—100; doi: 10.1016/S1875-5364(16)60002-X).

В общем, данные исследователей, принадлежащих к традициям скорее азиатской науки, чем европейской, подсказывают: появление момордмики в отечественных огородах можно приветствовать, и траты сил на ее выращивание не будут напрасными. Если не плоды, то хоть листья и стебли вырастить удастся, а что они горькие, это хорошо: значит, алкалоид, потенциально целебный, в них имеется. Правда, Сингх и его коллеги честно предупреждают, что диабетикам не следует пить чай из листьев момордики, не посоветовавшись с врачом. 

Разные разности

07.11.2017 10:00:00
...в США проект гражданской науки Citizen Continental-America Telescopic Eclipse собрал наблюдения затмения Солнца 21 августа с 55 телескопов, что позволило создать высококачественный видеоролик о солнечной короне («Nature», 2017, 548, 7669, 504—505, doi: 10.1038/548504a)... >>
26.10.2017 10:00:00

Не секрет, что во всем мире есть группы людей, которые пытаются судить о человеке не по его талантам, а по той крови, что течет в его жилах. Одно время было популярно измерять форму черепа или носа, но этих измерителей ждал печальный конец. Теперь же появился абсолютный маркер – личный геном.

>>
25.10.2017 10:00:00
Удаленная работа бьет по транспорту — человек не ездит на службу, соответственно, не покупает ни билеты на автобус и метро, ни автомобиль. Сейчас наметилась еще одна жертва цифровой экономики — владельцы офисных помещений: многие работники свободных профессий отказываются от найма офисов и перемещаются в кафе. >>
01.10.2017 10:00:00
...согласно моделированию с учетом общепринятых сценариев выброса парниковых газов, в Южной Азии температура и влажность приблизятся к опасному для здоровья человека пределу, а в некоторых регионах превысят его уже к концу XXI века («Science Advances», 2017, 3, 8, e1603322, doi: 10.1126/sciadv.1603322)... >>
01.09.2017 10:23:00

...возможно, 39—59% площадей кофейных плантаций в Эфиопии из-за климатических изменений станут непригодными для выращивания кофе, однако охрана лесов и перемещение плантаций могут даже увеличить подходящие площади в четыре раза и более («Nature Plants», 2017, 3, 17081, doi: 10.1038/nplants.2017.81)...

>>