Новое исследование показывает, как повседневные продукты питания и скрытое воздействие формальдегида могут усиливать резистентность к инсулину и ухудшать память, а также указывает на особенности питания и новые методы лечения, которые могут помочь снизить риск.
В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Nutrition & Diabetes, исследователи обобщили данные о связи формальдегида (ФА), поступающего с пищей, с инсулинорезистентностью (ИР), сахарным диабетом (СД) и когнитивными нарушениями, а также описали практические стратегии снижения рисков.
Что нужно знать о пищевых жирных кислотах и их источниках
Дефицит фермента ALDH2, вызванный распространёнными генетическими мутациями, значительно снижает способность организма выводить формальдегид, что приводит к его накоплению в тканях и ускоряет развитие диабетических осложнений.
Каждый десятый взрослый человек в мире страдает сахарным диабетом, а миллионы людей находятся в группе риска из-за нарушения контроля уровня глюкозы. Ежедневный выбор в пользу упакованных снеков, сладких напитков, жареного мяса и некоторых морепродуктов повышает риск развития заболевания в долгосрочной перспективе.
Менее очевиден «диетический попутчик»: ФА — небольшая реактивная молекула, которая естественным образом содержится в продуктах питания (например, 1–98 мг/кг в рыбе, 5,7–20 мг/кг в мясе), выделяется из упаковки и образуется из таких предшественников, как фруктоза, холин и креатин.
На физиологическом уровне (0,01–0,08 ммоль) ФА действует как нейромодулятор, поддерживающий память, но избыток ФА может усугубить инсулинорезистентность и нарушить когнитивные функции.
В условиях урбанизации, распространения продуктов глубокой переработки, профессиональных рисков и загрязнения воздуха в помещениях воздействие вредных веществ может накапливаться во время приёма пищи и на рабочем месте. Необходимы дальнейшие исследования для определения пороговых значений «доза — реакция», выявления уязвимых групп и разработки практических стратегий по ограничению вреда.
Формальдегид — это реакционноспособный карбонил, который встречается в повседневной жизни. Он содержится в рыбе, мясе, молоке, фруктах и овощах, может образовываться в процессе приготовления и обработки пищи, а также выделяться из меламиновой посуды.
При обычном рационе питания человек получает 1,5–14 мг в день, но это количество распределяется неравномерно: в морепродуктах и переработанном мясе его больше, а частое употребление продуктов глубокой переработки приводит к дополнительным источникам.
Небольшие повторяющиеся нагрузки имеют значение, потому что они накладываются на эндогенную выработку питательных веществ, потенциально усугубляя инсулинорезистентность и проблемы с когнитивными функциями, которые уже затрагивают семьи, где есть больные сахарным диабетом, пожилых родителей, подверженных риску ухудшения памяти, и занятых работников, которые питаются полуфабрикатами.
Некоторые распространённые питательные вещества становятся предшественниками ФА. Фруктоза превращается в реактивные карбонилы, в том числе в ФА, в 4,6–271 раз быстрее, чем глюкоза.
Холин и карнитин, содержащиеся в красном мясе и некоторых видах рыбы, преобразуются микробиотой кишечника в триметиламин, который затем окисляется в печени до N-оксида триметиламина (TMAO). Деметилирование TMAO может привести к высвобождению жирных кислот и связано со стрессом бета-клеток поджелудочной железы.
Креатин, содержащийся в мясе, проникает в клетки через креатиновый транспортер-1 (CrT1) и обрабатывается креатинкиназой (КК), в результате чего образуется саркозин, который питает митохондриальную саркозиндегидрогеназу (SARDH), источник эндогенных жирных кислот.
Кроме того, чувствительная к семикарбазиду аминооксидаза (SSAO) вырабатывает ФА из метанола или метиламинов. Добавьте к этому периодическое выщелачивание из материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, и вы поймёте, что рацион может нарушить баланс ФА в сторону избытка.
Механизмы, связывающие ФА с метаболическими и когнитивными нарушениями
У пациентов с диабетом резко возрастает активность фермента SSAO, который работает как фабрика по производству формальдегида из таких повседневных соединений, как метиламины.
Исследования на животных показывают, что инъекции формалина резко повышают уровень глюкозы в крови. Данные, полученные от людей, свидетельствуют о том, что у пациентов с сахарным диабетом уровень ФА в крови выше.
На молекулярном уровне высокий уровень внеклеточной глюкозы вызывает приток ионов кальция (Ca²⁺) во внутриклеточное пространство и активирует митохондриальную SARDH, а также повышает уровень SSAO, что приводит к увеличению образования ФА. ФА, в свою очередь, способствует расщеплению гликогена до глюкозы и химически модифицирует инсулин, снижая эффективность его связывания с рецептором.
В результате возникает петля положительной обратной связи: гипергликемия приводит к жировой атрофии; жировая атрофия усугубляет гипергликемию; продолжающееся повышение уровня глюкозы приводит к стрессу в тканях, отвечающих за метаболический контроль. Эта петля помогает объяснить, почему снижение уровня глюкозы само по себе не приводит к нормализации метаболических и когнитивных функций, если уровень жировой атрофии остаётся высоким.
ИР отражает снижение чувствительности клеток к инсулину, в то время как ФА может нарушать работу системы на нескольких уровнях. На пререцепторном уровне ФА образует аддукты с аргинином, лизином и тирозином в составе инсулина, изменяя его конформацию и снижая сродство к рецептору инсулина (I-R). На рецепторном уровне аналогичные химические процессы и окислительный стресс могут изменять структуру I-R или снижать его экспрессию, уменьшая инициацию сигнала.
Пострецепторный уровень: вызванное FA воспаление и стресс эндоплазматического ретикулума (ЭР) подавляют передачу сигналов через субстрат-1 рецептора инсулина (IRS-1) и последующий транспорт глюкозы. В совокупности эти факторы нарушают повседневную физиологию, например утилизацию глюкозы в мышцах после приема пищи и подавление выработки глюкозы печенью, что повышает вероятность длительной гипергликемии после обычного приема пищи.
Исследования на грызунах показали, что экстракт тыквенных семян оказывает защитное действие, значительно снижая вызванное формальдегидом повреждение таких органов, как печень и почки.
ФА активирует фосфоинозитид-3-киназу (PI3K) и индуцируемый гипоксией фактор-1 альфа (HIF-1α) в макрофагах, повышая уровень лактатдегидрогеназы А (LDHA) и индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS).
В результате повышается уровень лактата и оксида азота (NO), а также возникает провоспалительная среда, которая препятствует действию инсулина. ФП повышает уровень активных форм кислорода (АФК) и подавляет антиоксидантные системы, такие как тиоредоксин, в то время как хроническая гипергликемия приводит к выработке перекиси водорода (H₂O₂) в рамках нормальной передачи сигналов, что увеличивает окислительно-восстановительную нагрузку.
Митохондрии с трудом справляются с этим давлением: мембранный потенциал падает, дыхательные ферменты подавляются, а выработка аденозинтрифосфата (АТФ) снижается. Эти окислительно-восстановительные и биоэнергетические стрессы сказываются на тканях, которые задают тон в процессе переработки глюкозы и липидов во время голодания.
В следовых количествах ФА действует как газообразный нейромодулятор, а в более высоких концентрациях становится нейротоксичным. ФА может образовывать поперечные связи между цистеином и лизином в субъединицах NR1 и NR2B рецептора N-метил-D-аспартата (NMDA), ослабляя синаптическую пластичность, необходимую для обучения.
У мышей потеря альдегиддегидрогеназы 2 (ALDH2), ключевого фермента, расщепляющего ФА, приводит к повышению уровня ФА, ухудшению пространственной памяти и усугублению гипергликемии, в то время как сверхэкспрессия ALDH2 улучшает как память, так и уровень гликемии.
У людей с сахарным диабетом инсулинорезистентность и сосудистые изменения в мозге уже угрожают когнитивным функциям, а избыток фруктозы ещё больше усугубляет ситуацию.
Для семей это означает, что те же факторы, которые приводят к снижению уровня глюкозы, со временем могут негативно сказаться на внимании и памяти.
Стратегии снижения рисков и будущие исследования
Добавки с креатином, которые часто принимают спортсмены, временно повышают уровень формальдегида в гиппокампе у мышей, что указывает на прямую связь между питанием и работой мозга.
Рацион можно улучшить, придерживаясь средиземноморской диеты, которая характеризуется употреблением овощей, бобовых, цельнозерновых продуктов, орехов и рыбы в умеренных количествах и связана с более низким риском развития сахарного диабета и меньшим количеством добавок. Ограничение продуктов с высоким содержанием фруктозы и переработанного мяса снижает количество прекурсоров жирных кислот.
Экспериментальные данные указывают на варианты буферизации жирных кислот: компоненты тыквы ослабляют окислительное повреждение, вызванное жирными кислотами; алкалоид тригонеллин, содержащийся в пажитнике, препятствует микробному преобразованию холина; полифенолы чая и фитиновая кислота могут ингибировать деметилазу ТМАО в рыбных продуктах.
Помимо диеты, улучшить вентиляцию на кухне, снизить воздействие высоких температур, избегать профессиональных источников фталатов и повреждённой посуды из меламина можно с помощью мер, не связанных с питанием.
Гликемический контроль, питание, физическая активность и лекарственные препараты остаются ключевыми факторами, но биология фруктозамина открывает дополнительные возможности. Некоторые препараты снижают уровень фруктозамина или ускоряют его выведение в доклинических моделях: омега-3 жирные кислоты, силимарин и доноры сероводорода улучшают когнитивные функции или показатели метаболизма; метформин может напрямую связывать фруктозамин, что указывает на его двойную пользу.
Большинство поглотителей ФА не обладают специфичностью в отношении мозга или способностью проникать через гематоэнцефалический барьер; их долгосрочная безопасность не доказана; а точные молекулярные связи между ФА, инсулиновым рецептором и эпигенетической регуляцией требуют уточнения.
Приоритетными направлениями являются препараты, воздействующие на мозг, комбинированные стратегии с применением агонистов рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1R), а также биомаркеры для мониторинга тяжести ФАС и реакции на лечение.
В этом обзоре предполагается, что свободные жирные кислоты, поступающие с пищей, являются вероятной причиной инсулинорезистентности, гипергликемии и когнитивных нарушений, связанных с диабетом, и что эту причину можно устранить. Механистические данные показывают, что свободные жирные кислоты могут образовываться из фруктозы, холина, карнитина, креатина и SSAO, могут инактивировать инсулин, вызывать стресс у рецепторов инсулина и NMDA.
Результаты наблюдений и экспериментов в совокупности указывают на наличие прямой связи между фруктозаминированием и высоким уровнем глюкозы.
С клинической точки зрения может помочь сочетание контроля уровня глюкозы с сокращением воздействия вредных факторов, улучшением рациона питания, ограничением потребления переработанного мяса и продуктов с высоким содержанием фруктозы, снижением профессиональных рисков и оптимизацией микроклимата в доме.
В будущих исследованиях следует протестировать проникающие в мозг поглотители свободных радикалов и комплексные фармакологические подходы.
Ссылка на журнал:
- Сюй Х., Чэнь Х., Ли Ю., Ло Т., Чжао Д., Чэнь С., Чжан Х., Ху С., Сюй Х., Ван Ю., Шенту Ю. и Тун З. (2025). Диетический формальдегид: незаметный фактор, усугубляющий диабет и когнитивные нарушения. Nutr. Diabetes. 15. DOI: 10.1038/s41387-025-00390-x
https://www.nature.com/articles/s41387-025-00390-x
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся