Наші тіла виробляють вітамін D під впливом сонячного випромінювання. Однак на думку дерматолога Річарда Уеллера, цим користь сонячного світла не обмежується. Нове дослідження його команди показує, що оксид азоту - хімічний передавач, який зберігається в шкірі в величезні резерви, - може вивільнятися від УФ-випромінювання, надаючи велику користь для кров'яного тиску і серцево-судинної системи. Яким чином?
Річард Веллер
лікар-дерматолог
Перш ніж стати дерматологом, я займався питаннями загальної медицини, подібно до багатьох дерматологів Великобританії. У той час, це було близько 20 років тому, я відвідав Австралію. Побувавши в Австралії, я зрозумів, що дух суперництва у австралійців в крові, і вони не виявляють великодушності до переможених. Мені часто доводилося чути: "Ви, британці, не вмієте грати в крикет і регбі". З цим я, в принципі, згоден.
Але, повернемося до нашої теми. У той час ми влаштовували щотижневі засідання читального клубу, свого роду посиденьки в колі лікарів, присвячені розгляду та обговорення наукових медичних статей. На другому засіданні обговорювалося питання смертності від серцево-судинних захворювань. Досить сухий матеріал - статистика смертності від серцевих захворювань, показники. Австралійці знову взялися за своє: "Ех ви, англійці! За показниками серцевих захворювань ви попереду планети всієї!"
І, звичайно, вони мали рацію. Рівень захворюваності серед австралійців в три рази нижче, ніж серед британців - менше смертей від серцевих нападів, серцевої недостатності, нападів стенокардії ... Австралійці взагалі відрізняються більш міцним здоров'ям. Вони, звичайно ж, стверджували, що міцним здоров'ям зобов'язані неймовірній силі свого духу, інтенсивних занять спортом, просто тому, що вони австралійці, а ми кволі англійці, і все в такому роді.
Однак не тільки у австралійців здоров'я міцніше, ніж у англійців. У самій Великобританії показники захворюваності різняться. Мова йде про стандартизований коефіцієнт смертності - просто, про ймовірність настання смерті. Тут представлені показники 20-річної давності, але вони і до цього дня актуальні. Порівняємо показники смертності на паралелі 50 градусів північної широти - це південні райони, Лондон та інші міста - і дані для районів, розташованих на 5 градусів північніше, але ж саме тут знаходиться Глазго. Я сам з Единбурга. Мені радіти рано - Единбург на тій же широті.
Так в чому ж причина цієї різниці в показниках для населених пунктів, розташованих на теренах від південної Шотландії і до південних районів Англії? Всі ми знаємо про шкоду куріння, картоплі фрі та шоколадних батончиках - типовий раціон жителя Глазго. Все це нам добре відомо. Але даний графік була складено вже з урахуванням усіх цих факторів ризику. До уваги були прийняті: куріння, рівень доходу, дієта та інші фактори ризику. Залишився невирішеним питання: чим же зумовлена зростання показників смертності при просуванні далі на північ?
Звичайно ж, ми врахували і інтенсивність сонячного освітлення. З тих пір як ЗМІ повально заговорили про користь вітаміну D, дуже багато людей стурбовані цим питанням. Людині вітамін D дійсно необхідний. Для дітей навіть встановлені норми його споживання. Моя бабуся виросла в Глазго, тоді в 20-х і 30-х рахіт був справжнім бичем цього міста, саме тоді вперше стали використовувати риб'ячий жир. Це дійсно допомогло запобігти поширенню рахіту в Глазго. У дитинстві бабуся пичкала мене риб'ячим жиром. Забути цей ні з чим незрівняний смак неможливо.
Простежується зв'язок: чим вищий вміст вітаміну D в крові, тим менше ризик розвитку як хвороб серця, так і ракових захворювань. Висновки дуже багатьох досліджень свідчать про користь вітаміну D. І він дійсно корисний - для запобігання розвитку рахіту, наприклад. Але виявляється, що споживання вітаміну D, ніяк не впливає на зниження рівня серцевих захворювань. Теж саме відноситься і до запобігання захворювання на рак. Мабуть, вітамін D в поодинці погоди не робить. Сам по собі вітамін D не здатний запобігти розвитку захворювань серця. Я вважаю, що високий вміст вітаміну D - лише показник впливу на організм сонячного світла, а сонячне світло, що використовується в рамках методології, про яку я вам розповім, сприятливо діє на серцевих хворих.
Отже, я повернувся з Австралії, і, незважаючи на очевидний ризик для здоров'я, влаштувався в місті Абердін. В Абердині я проходив навчання в області дерматології. Тоді я і зацікавився науковою діяльністю, особливо, мою увагу привернуло ось ця речовина - окис азоту. Ось троє вчених - Ферчготт, Ігнарро і Мурад - отримали в 1998 Нобелівську премію в галузі медицини. Вони були першими, хто описав дію цього нового хімічний медіатора - окису азоту. Окис азоту сприяє розширенню кровоносних судин, тим самим знижуючи артеріальний тиск, а також розширює коронарні артерії, тим самим запобігаючи напад стенокардії.
Що дійсно дивує, так це те, що раніше, якщо говорити про хімічних медіатори в організмі людини, ми думали про таких складних речовинах як естроген і інсулін, або про передачу імпульсів по нервовій системі. Це дуже складні процеси, що протікають за участю складних хімічних речовин і дуже складних рецепторів. А ось неймовірно проста молекулярна структура - з'єднання азоту і кисню - тим не менш, має величезне значення для зниження артеріального тиску, передачі нервових імпульсів і багатьох інших процесів, але в першу чергу - для роботи серцево-судинної системи.
Ми почали дослідження і прийшли до несподіваного висновку про те, що наша шкіра здатна виробляти окис азоту. Тобто не тільки серцево-судинна система генерує ця речовина, але і шкіра. Отже, ми опублікували результати наших досліджень, і задалися питанням, яка функція даного речовини? Як можна знизити тиск через шкіру? Адже мова йде не про серце. Так у чому ж справа?
Тоді я вирушив до США, як і багато вчених, які збираються провести дослідження, і провів кілька років в Піттсбурзі. Я займався вивченням цих неймовірно складних систем. Висувалися припущення, що оксид азоту якось пов'язаний із загибеллю клітин, виживанням клітин і їх стійкістю до різних впливів. Спочатку я зайнявся вирощуванням клітин, потім я проводив досліди над мишами з "нокаутував" генами - тобто з мишами, що несуть потрібну генну мутацію. Був розроблений механізм, в якому окис азоту сприяла підвищенню виживаності клітин.
Потім я повернувся в Едінбург. Тут досліди ставилися нема на піддослідних тварин, а на наших студентах-медиків. Даний вид близький за своїми характеристиками до людини, і має ряд переваг в порівнянні з мишею. Вони живуть на волі, їх не потрібно голити, вони самі добувають собі прожиток, і захисники тварин не викрикують під вікнами нашої лабораторії гасла типу: "За гуманне поводження зі студентами-медиками!" Тому вони, фактично, ідеально підходять для дослідів.
Але ось що ми виявили - ми не змогли домогтися тих же результатів, що були отримані в дослідах з мишами. Здавалося, що ми не можемо відключити функцію виробництва оксиду азоту в шкірі людини. Ми наносили на шкіру креми, які блокують ферменти, що виробляють окис, ми робили ін'єкції. Але зупинити вироблення окису не вдавалося.
Причина була знайдена тільки через 2-3 роки досліджень, виявилося, що в шкірі містяться величезні запаси не самою окису азоту, тому що окис азоту - це газ, і він вивільняється - (пуфф!) - і через кілька секунд його вже і немає, але він може зберігається і в іншому вигляді: у вигляді нітрату - NO3, нітриту - NO2, або нітрозотіолів. Ці речовини більш стійкі, тобто в шкірі людини містяться величезні запаси окису азоту. Представивши людини, як величезне сховище цієї речовини, ми вирішили з'ясувати, чи може сонячне світло активізувати ці запаси і привести до їх вивільненню зі шкіри, яка містить в 10 разів більше цієї речовини, ніж система кровообігу. Чи може сонячне світло сприяти вивільненню цих запасів в кровоносну систему, і чи здатне знаходження оксиду азоту в крові сприятливо впливати на серцево-судинну систему?
Так як область моїх досліджень - дерматологія, то я вирішив подивитися, який вплив на піддослідних надасть сонячне світло. Ми піддали частина випробовуваних впливу ультрафіолетового світла за допомогою УФ ламп. Але ми повинні були бути дуже обережні, адже при впливі УФ-променів спектру В відбувається вироблення вітаміну D - ми ж хотіли виключити вплив вітаміну D на результати експерименту. Тому ми використовували УФ-промені спектру А: вони не призводять до вироблення вітаміну D.
Тривалість штучного опромінення випробовуваних була рівноцінна 30 хвилинам знаходження на сонці літнім днем в Единбурзі, результати дослідів показали зростання вмісту окису азоту в кровоносній системі. Так ми піддали випробовуваних впливу УФ-випромінювання, і рівень Оксіс азоту в крові зріс, а їх артеріальний тиск знизився. На рівні окремого індивіда це зниження не аж така велика, але це досить високий показник для цілої популяції, щоб привести до загального зниження рівня серцевих захворювань серед населення. Якщо ж ми виробляли опромінення шкіри УФ-променями або піднімали температуру випробовуваних до рівня, еквівалентного опроміненню лампами, не допускаючи прямого попадання УФ-променів на шкіру, даний ефект не проявлявся. Так що потрапляння УФ-променів на шкіру є обов'язковою умовою.
Отже, ми продовжуємо збирати дані. І є парочка хороших новин. Ефект від впливу УФ-променів яскравіше проявляється у літніх людей. Я точно не можу сказати наскільки. Однією з випробовуваних була моя теща, я природно поняття не маю, скільки їй насправді років. Але абсолютно точно, що для людей старше моєї дружини ефект від впливу УФ-променів виражений яскравіше. Також я хотів би відзначити, що при цьому не спостерігається змін концентрації вітаміну D в крові. Даний ефект не пов'язаний з вітаміном D. Так, вітамін D корисний як профілактика рахіту та порушень кальцієвого обміну. Але розглянутий нами механізм не прив'язаний до вітаміну D.
Одна з проблем, пов'язана з вивченням артеріального тиску - це те, що ваш організм робить все можливе, щоб підтримувати постійний рівень артеріального тиску. Якщо у вас ампутована нога і ви втрачаєте багато крові, кровоносні судини в вашому тілі стиснуться, серцебиття почастішає, і всі процеси в організмі будуть спрямовані на підвищення тиску. Це один з фундаментальних принципів фізіології.
Тому наступним кроком стало вивчення процесу розширення кровоносних судин. Ми знову провели вимірювання. Зауважте, відсутній хвіст і волосяний покрив - перед вами студент-медик. Так відбувається вимір величини кровотоку в руці за рахунок визначення ступеня її розпухання під час вступу до неї деякого об'єму крові. Ми з'ясували, що при симуляції УФ-опромінення - що відповідає цій товстої лінії - тобто при опроміненні руки УФ-променями для підвищення її температури, таким чином, щоб самі промені не падали на покритий ділянку шкіри. Величина кровотоку не змінюється, як і ступінь розширення судин. Але під час прямого опромінення УФ-променями і протягом години після сеансу відбувається розширення судин. Такий механізм зниження кров'яного тиску, завдяки якому також відбувається і розширення коронарних артерій, щоб кров вільно надходила до серця. Також з'ясувалося, що УФ-випромінювання - сонячне світло - сприятливо діє на кровообіг і серцево-судинну систему.
Ми створили спеціальну модель. УФ-випромінювання в різних частинах світу в різні пори року по-різному, тому можна обчислити об'єм запасів окису азоту - нітратів, нітритів, нітрозотіолів в шкірі - які розпадаються з виділенням окису азоту. Різна довжина світлових хвиль надає різний вплив на ці процеси. Можна в першу чергу розглянути хвилі тієї довжини, які необхідні для цього. Так, якщо ви живете на екваторі, сонячні промені, що проходять крізь дуже тонкий шар атмосфери, падають вам прямо на верхівку. Взимку і влітку інтенсивність освітлення однакова. Але в наших широтах влітку промені падають практично перпендикулярно, а взимку вони проходять крізь дуже товстий шар атмосфери і дуже велика частина ультрафіолету розсіюється, і діапазони довжин світлових хвиль, що досягають поверхні Землі, варіюється від зими до літа. Ми можемо помножити ці величини на кількість вивільненої окису азоту, і тим самим обчислити, який обсяг окису азоту буде вивільнено з шкіри в кровоносну систему.
Отже, якщо ви живете на екваторі - на графіку це червона і фіолетові лінії - кількість вивільненої окису азоту - це ось ця область під кривою, область ось в цьому просторі. Тому, якщо ви житель екватора, будь то грудня Або червень, величезні обсяги окису азоту вивільняються вашою шкірою. Місто Вентура знаходиться в південній Каліфорнії. Влітку там як на екваторі. Це здорово. Вивільняються величезні кількості окису азоту. У Вентурі середина зими - все одно обсяги досить значні. Едінбург влітку - область під кривою досить значна, а тепер Единбург взимку - обсяги вивільняється окису азоту близькі до нуля, невелика кількість.
Отже, що далі? Ми продовжуємо дослідження, розвиваємо цю теорію, отримуємо нові дані. Ми впевнені, що наші дослідження дуже важливі. Ми вважаємо, що саме в цьому криється причина різного рівня здоров'я у жителів півночі і півдня Великобританії. Ця залежність для нас дуже важлива. Ми знаємо, що шкіра містить величезні запаси окису азоту в безлічі різних форм. Ми припускаємо, що велика частина окису азоту потрапляє в організм з такими продуктами, як листові овочі, буряк, салат, містять великі кількості окису азоту. Ми вважаємо, що отримана з їжею окис азоту потім зберігаються в шкірі, а сонячні промені сприяють виділенню цих запасів, що сприятливо діє на організм.
Дослідження тривають, але дерматологів - тобто мені як дерматолога - кожен день доводиться говорити своїм пацієнтам: "У вас рак шкіри. Його причина - сонячне світло. Не виходьте на сонце". Але, насправді, я вважаю, що важливіше донести до людей, що сонячне світло може бути і корисним, і небезпечним. Так, сонячне світло - основний фактор ризику для раку шкіри, але смертність від серцевих захворювань в сто разів вище, ніж смертність від раку шкіри. Я вважаю, що людям слід знати про це, і необхідно знайти цей співвідношення ризику і користі.