Почему красное мясо связано с диабетом: учёные нашли возможный механизм

Исследование почти 90 тысяч человек показало связь между риском диабета 2-го типа и особой молекулой сахара, которая содержится в мясе, но не вырабатывается человеческим организмом

Результаты французского исследования NutriNet-Santé, представленные на ежегодном конгрессе Европейской ассоциации по изучению диабета (EASD) в Милане, предлагают новое объяснение давно известной связи между красным мясом и нарушением обмена глюкозы. Возможный механизм связан не с сахаром крови напрямую, а с хроническим воспалением. Однако исследование было наблюдательным и пока не доказывает, что именно Neu5Gc вызывает диабет. Для проверки этой гипотезы необходимы дополнительные исследования.

Необычный сахар, который человек перестал производить

Когда речь заходит о сахаре и диабете, обычно подразумевают глюкозу, фруктозу или сахарозу. Однако существует множество других молекул сахаров, выполняющих совершенно иные биологические функции.

Одна из них — N-гликолилнейраминовая кислота, или Neu5Gc.

Она относится к сиаловым кислотам — семейству молекул, которые располагаются на поверхности клеток и участвуют в их взаимодействии с окружающей средой, включая распознавание иммунной системой.

Большинство млекопитающих способны самостоятельно синтезировать Neu5Gc. У человека эта способность исчезла в ходе эволюции после мутации, нарушившей работу гена CMAH.

Поэтому человеческий организм не производит Neu5Gc, хотя может получать её с пищей.

Особенно много этой молекулы содержится в красном мясе, прежде всего говядине и баранине. Она также присутствует в других видах мяса млекопитающих и некоторых молочных продуктах.

Сам по себе этот факт не означал бы опасности. Однако у Neu5Gc есть особенность: часть поступивших с пищей молекул способна включаться в структуры человеческих тканей.

Именно здесь начинается потенциально важный для здоровья процесс.

Как мясной сахар может запускать хроническое воспаление

Иммунная система человека умеет отличать собственные молекулы организма от чужеродных. Поскольку Neu5Gc не синтезируется человеческими клетками, иммунитет может распознавать её как чужую.

В ответ организм способен вырабатывать антитела против Neu5Gc.

Возникает необычная ситуация: молекула поступила с обычной пищей, встроилась в структуры тканей, а иммунная система теперь может реагировать на неё как на посторонний объект.

Такой механизм получил название «ксеносиалит» — воспалительная реакция, связанная с иммунным распознаванием чужеродных сиаловых кислот.

В отличие от острого воспаления, сопровождающего инфекцию или травму, подобная иммунная активность потенциально может сохраняться длительное время.

Ранее этот механизм изучали в контексте сердечно-сосудистых заболеваний и онкологических процессов. Теперь исследователи рассматривают возможность его участия в развитии диабета 2-го типа.

Предполагается, что хроническое воспаление может нарушать работу тканей, чувствительных к инсулину, а также влиять на клетки поджелудочной железы, которые его производят.

Инсулин помогает глюкозе поступать из крови в клетки. Если ткани хуже реагируют на этот гормон, организму приходится вырабатывать больше инсулина для поддержания нормального уровня сахара.

Со временем компенсаторных возможностей поджелудочной железы может оказаться недостаточно.

Так развивается один из основных механизмов диабета 2-го типа — сочетание инсулинорезистентности и недостаточной способности организма компенсировать её повышенной выработкой инсулина.

Важно, однако, различать биологически правдоподобную гипотезу и доказанный механизм заболевания.

Новое исследование обнаружило связь между потреблением Neu5Gc и диабетом, но не продемонстрировало непосредственно, что именно воспаление, вызванное антителами к Neu5Gc, стало причиной заболевания.

Что показало исследование почти 90 тысяч человек

Учёные проанализировали данные 89 953 взрослых участников французского исследования NutriNet-Santé.

Средний возраст участников составлял 42 года, женщины представляли 79% выборки. На момент начала наблюдения ни у кого не было диагностированного диабета 2-го типа или онкологического заболевания.

Для оценки питания использовали три 24-часовые записи рациона, заполненные каждым участником.

Исследователи рассчитали количество Neu5Gc, поступавшей с различными продуктами, используя специальную базу данных с измеренными концентрациями этой молекулы.

Отдельно учитывались:

• Красное мясо: включая говядину, баранину, свинину и другие виды мяса млекопитающих.
• Переработанные мясные продукты: включая колбасы, бекон и мясные изделия.
• Молочные продукты.

Затем участников разделили на пять групп по уровню потребления Neu5Gc из мяса. Границы групп рассчитывали отдельно для мужчин и женщин.

Медианная продолжительность наблюдения составила 7,2 года.

За это время исследователи зарегистрировали 966 новых случаев диабета 2-го типа.

После статистической поправки на возраст, пол, физическую активность, курение, особенности питания и сопутствующие заболевания обнаружилась выраженная зависимость.

По сравнению с группой минимального потребления Neu5Gc:

• В четвёртой группе риск диабета был выше на 41%.
• В пятой группе, с максимальным потреблением, — на 63%.

Связь наблюдалась как у мужчин, так и у женщин. Статистически значимых различий между полами исследователи не обнаружили.

При этом увеличение риска было особенно заметно при высоких уровнях потребления Neu5Gc.

Это позволило предположить, что интенсивность иммунной реакции может зависеть от количества поступающей молекулы.

Однако существование определённого порога, после которого воспаление резко усиливается, пока не доказано.

Почему 63% — не вероятность заболеть диабетом

Цифра 63% выглядит впечатляюще, но её необходимо правильно понимать.

Исследователи говорят об относительном увеличении риска, а не о том, что диабет развился у 63% людей, употреблявших больше всего мяса.

Например, если в некоторой группе за определённый период диабет развивается у 2% участников, относительное повышение риска на 63% соответствовало бы приблизительно 3,3%.

Это условный пример для объяснения статистики, а не фактические показатели отдельных групп исследования.

Кроме того, речь идёт о наблюдательной работе.

Учёные не назначали участникам определённое количество мяса и не распределяли их случайным образом между различными диетами.

Они наблюдали за привычным питанием людей и последующим развитием заболеваний.

Поэтому даже после многочисленных статистических поправок нельзя полностью исключить влияние других факторов.

Самый важный результат обнаружился после дополнительной поправки

На первый взгляд исследование выглядит как убедительное подтверждение вреда конкретной молекулы.

Но в результатах есть деталь, которая существенно меняет интерпретацию.

Когда учёные дополнительно учли индекс массы тела, связь между Neu5Gc и диабетом ослабла, хотя оставалась статистически значимой.

Это ожидаемо: избыточная масса тела, особенно накопление висцерального жира вокруг внутренних органов, тесно связана с инсулинорезистентностью.

По оценке исследователей, ожирение могло объяснять приблизительно 13% наблюдаемой связи между Neu5Gc из красного мяса и диабетом.

Однако затем авторы выполнили ещё одну статистическую поправку — на общее количество съеденного красного мяса.

И здесь результат оказался принципиально другим.

Связь между Neu5Gc и диабетом стала слабее и перестала достигать статистической значимости.

Это означает, что исследование пока не позволяет отделить возможное действие Neu5Gc от влияния самого красного мяса.

Красное мясо содержит множество других веществ, потенциально влияющих на обмен веществ.

Среди них — гемовое железо, которое входит в состав гемоглобина и миоглобина животных тканей. Высокое потребление гемового железа также изучается как возможный фактор риска диабета 2-го типа.

Кроме того, значение могут иметь способы приготовления мяса, степень его переработки и общая структура питания.

Следовательно, Neu5Gc пока следует рассматривать как одного из возможных участников сложного процесса, а не как установленную причину заболевания.

Почему Neu5Gc из молока не показала такой же связи

Ещё один интересный результат касается молочных продуктов.

Neu5Gc присутствует не только в мясе, но и в молоке некоторых млекопитающих.

Если бы сама молекула независимо от источника была главным фактором риска диабета, можно было бы ожидать похожую зависимость и для молочных продуктов.

Однако исследователи её не обнаружили.

Потребление Neu5Gc из молочных продуктов не было связано с повышенным риском диабета 2-го типа.

При объединении всех пищевых источников Neu5Gc участники с максимальным потреблением имели на 37% более высокий риск диабета по сравнению с группой минимального потребления.

Основной вклад в эту связь, по результатам анализа, приходился на мясо.

Как объяснить различие?

Одна из возможностей заключается в дозировке. Коровье молоко обычно содержит меньше Neu5Gc, чем красное мясо. Поэтому фактическое поступление молекулы с молочными продуктами может быть существенно ниже.

Другая гипотеза связана с пищевой матрицей — совокупностью веществ, которые человек получает вместе с определённым продуктом.

В мясе Neu5Gc поступает вместе с гемовым железом, белками и другими компонентами. В молочных продуктах её окружение совершенно иное.

Эти различия теоретически могут влиять на усвоение, распределение или биологическое действие молекулы.

Однако новое исследование не установило, какое именно объяснение является правильным.

Поэтому отсутствие обнаруженной связи для молочных продуктов не доказывает, что Neu5Gc из молока принципиально безопаснее на молекулярном уровне.

Оно лишь показывает, что в изученной популяции статистическая картина различалась в зависимости от пищевого источника.

Сколько мяса употребляли участники с максимальным риском

Для понимания результатов полезно посмотреть на реальные количества продуктов.

Среди мужчин из группы максимального потребления Neu5Gc медианное потребление красного мяса составляло 97 г в день. С учётом переработанных мясных продуктов — 136 г.

Среди женщин соответствующие показатели составляли 73 и 96 г в день.

В группе минимального потребления Neu5Gc мужчины употребляли медианно 5 г красного мяса ежедневно, а женщины — 0 г. С учётом переработанного мяса эти показатели составляли соответственно 21 и 9 г.

Таким образом, исследователи фактически сравнивали группы с очень разным уровнем потребления мяса.

Это ещё раз объясняет, почему так сложно выделить самостоятельное влияние Neu5Gc.

Важно также, что приведённые значения — медианные показатели внутри групп, а не установленные границы безопасного и опасного потребления.

Исследование не позволяет утверждать, что 70 г мяса в день безопасны, а 100 г уже вызывают диабет.

Для такого вывода потребовались бы исследования другого дизайна.

Может ли воспаление действительно объяснить развитие диабета

Гипотеза авторов интересна прежде всего тем, что связывает питание, иммунную систему и обмен веществ.

Хроническое воспаление низкой интенсивности давно рассматривается как один из факторов, способствующих развитию инсулинорезистентности.

При воспалительной реакции иммунные клетки выделяют сигнальные молекулы — цитокины.

Некоторые из них способны изменять внутриклеточные механизмы передачи сигнала от инсулина. В результате гормон присутствует в крови, но клетки реагируют на него менее эффективно.

Однако воспаление может возникать по множеству причин. На него влияют ожирение, состояние жировой ткани, хронические заболевания, состав питания и другие факторы.

Поэтому обнаружить связь между пищевой молекулой и диабетом недостаточно. Необходимо показать всю предполагаемую последовательность событий:

• Neu5Gc поступает с пищей и включается в ткани.
• Иммунная система вырабатывает антитела против этой молекулы.
• Возникающая иммунная реакция поддерживает хроническое воспаление.
• Воспаление нарушает чувствительность тканей к инсулину или работу клеток поджелудочной железы.
• Эти изменения повышают вероятность развития диабета.

Отдельные звенья такой модели имеют экспериментальные основания. Но новая работа не проверяла непосредственно всю цепочку у участников исследования.

Именно поэтому авторы предлагают следующий этап — измерять концентрации антител против Neu5Gc в больших группах людей.

Это позволит приблизиться к ответу на главный вопрос: действительно ли иммунная реакция связывает употребление красного мяса с нарушениями обмена глюкозы?

Стоит ли теперь полностью отказаться от красного мяса

Результаты исследования не означают, что каждый человек, употребляющий красное мясо, подвергается одинаковому риску.

Развитие диабета 2-го типа зависит от множества факторов, включая наследственность, возраст, массу тела, распределение жировой ткани, физическую активность и общий характер питания.

Однако работа дополняет уже существующие данные о связи высокого потребления красного мяса, особенно переработанного, с риском диабета.

Практический смысл исследования заключается не в необходимости искать продукты без Neu5Gc и не в попытках рассчитать индивидуальную безопасную дозу этой молекулы. Таких научно обоснованных рекомендаций пока нет.

Более разумный подход — оценивать питание в целом.

Замена части красного мяса рыбой, птицей, бобовыми и другими источниками белка может помочь разнообразить рацион и уменьшить потребление компонентов красного мяса, которые изучаются как потенциальные факторы риска.

При этом новое исследование само по себе не доказывает, что снижение Neu5Gc предотвращает диабет.

Для людей с предиабетом, избыточной массой тела или другими факторами риска гораздо более надёжную доказательную основу имеют контроль массы тела, регулярная физическая активность и устойчивые изменения рациона.

Если уровень глюкозы или гликированного гемоглобина уже повышен, выбор питания стоит обсуждать с врачом с учётом общего метаболического риска.

Что учёным предстоит проверить дальше

Авторы планируют изучить Neu5Gc одновременно с другими компонентами красного мяса, прежде всего гемовым железом.

Это необходимо, чтобы выяснить, действуют ли различные вещества независимо друг от друга или их влияние может складываться.

Второе направление — прямое измерение антител против Neu5Gc.

Если удастся показать, что высокий уровень таких антител связан с воспалительными изменениями и последующим развитием диабета, гипотеза получит более убедительное подтверждение.

Однако и этого будет недостаточно для окончательного доказательства причинной связи.

Потребуются исследования, позволяющие отделить действие Neu5Gc от других компонентов питания и индивидуальных особенностей участников.

Особенно важно проверить результаты в популяциях с другим соотношением мужчин и женщин, различными пищевыми привычками и уровнями потребления мяса.

Французская когорта NutriNet-Santé предоставляет большой объём данных, но её участники не обязательно отражают структуру населения других стран.

Кроме того, представленные результаты относятся к материалам научного конгресса. До появления полноценной рецензируемой публикации невозможно независимо оценить все детали статистического анализа.

Поэтому делать окончательные выводы о причинной роли Neu5Gc пока преждевременно.