Ханна обратилась в клинику Ричарда не с конкретными жалобами, а потому что с ней было «что-то не так». Она так и выразилась: «Со мной что-то не так».
Ей было чуть больше тридцати, она работала адвокатом и, по ее словам, жила счастливой и полноценной жизнью, но некоторые аспекты ее здоровья вызывали у нее вопросы. Например, она постоянно ощущала себя разбитой, даже если хорошо высыпалась. Еще одна загадка заключалась в том, что, несмотря на регулярные тренировки — иногда Ханна ходила на три высокоинтенсивных занятия в неделю — и правильное питание, ей не удавалось сбросить вес. Она все делала правильно, но не видела результата. Что же было не так?
Ответ нашелся сразу же, но возникли другие вопросы. Анализ крови выявил у Ханны гиперинсулинемию: уровень инсулина в крови оказался выше нормы. Превышение было незначительным, недостаточным для диагноза диабета II типа. Но у Ханны имелись симптомы предиабета со всеми вытекающими рисками для здоровья. Естественно, она была потрясена. Как человек, который ведет такой здоровый образ жизни, мог получить подобный диагноз? И правда, как? Ответить на этот вопрос нелегко. До сих пор мы описывали стресс и гормоны как ряд параллельных процессов и эффектов. Для объяснения состояния Ханны понадобится все объединить.
Наша история начинается с будущего драматурга, ставшего врачом почти случайно. Именно ему мы обязаны современным пониманием организма как взаимосвязанной и слаженной системы. Клод Бернар родился в 1832 году в Роне, регионе на юго-востоке Франции, в семье винодела, по уши погрязшего в долгах. В иезуитской школе естественные науки не преподавали, и, даже поступив в ученики аптекаря, Бернар посвящал свободное время написанию пьес. Он пылал такой сильной страстью к театру, что в 1834 году в возрасте двадцати одного года отправился в Париж с намерением поставить свою трагедию в пяти актах. Однако один сочувствующий литературный критик убедил его заняться медициной, сказав, что там его талантам найдется более достойное применение.
Сначала Бернар учился плохо, но постепенно у него проявилась природная склонность к экспериментам и научному поиску, и он стал одним из самых влиятельных физиологов своей эпохи. Первые открытия Бернара о роли поджелудочной железы и печени в пищеварении и расщеплении жиров в итоге привели его к гипотезе, ставшей главным вкладом в медицинскую науку. Он описал ее в труде 1878 года Die Erscheinungen des Lebens, gemein den Tieren und Pflanzen («Явления жизни, общие для животных и растений»)[65].
Бернар назвал свою концепцию milieu intérieur — «внутренняя среда». Согласно его теории, клетки организма питаются и поддерживаются этой внутренней средой, которая умеет сохранять равновесие и самостоятельно вносить необходимые коррективы в зависимости от внешних факторов.
Теория Бернара и его идея «внутреннего океана», омывающего клетки, отчасти напоминала древний и давно дискредитированный медицинский тезис о существовании «гуморов» — жидкостей, якобы управляющих здоровьем. Однако его наблюдения за терморегуляцией организма и поддержанием уровня глюкозы заложили основу для другой концепции, по сей день играющей ключевую роль в понимании работы человеческого организма.
Концепцию гомеостаза выдвинул американский физиолог Уолтер Брэдфорд Кэннон, с которым мы уже встречались во второй главе. Его карьера сложилась более прямолинейно, чем у Бернара: он поступил в Гарвардскую медицинскую школу, там же остался и проработал всю жизнь. Его крупнейшая теория, описанная в книге 1932 года The Wisdom of the Body («Мудрость тела»), основывалась на более чем тридцатилетних исследованиях[66]. В отличие от теории «внутренней среды», она остается краеугольным камнем физиологии и в наши дни.
Понятие гомеостаза включает различные способы организма поддерживать равновесие и баланс переменных, в том числе температуры тела, уровней глюкозы и кислорода в тканях и крови. Выделяют два основных вида гомеостаза: предиктивный и реактивный. Первый — это реакция гормонов на сезонные вариации или смену дня и ночи, например естественные колебания уровня кортизола в течение дня, достигающие пика перед пробуждением[67].
Реактивный гомеостаз — это так называемая отрицательная обратная связь: сенсоры организма определяют, когда одна из переменных отклоняется от нормы, и предпринимают действия для ее компенсации. Подобно тому как термостат центрального отопления зимой в ответ на сквозняк из открытого окна повышает температуру, уменьшение температуры тела вызывает дрожь и кожную вазоконстрикцию (сужение сосудов): процесс, в ходе которого кровь направляется к жизненно важным органам.
Поддержание температуры тела — один из наиболее интуитивно понятных примеров реактивного гомеостаза. Гораздо сложнее объяснить, как происходит поддержание стабильных уровней глюкозы. Для обеспечения гомеостаза уровень глюкозы в крови должен оставаться в узких пределах от 3,9 до 5,6 миллимоля на литр. Миллимоль, или одна тысячная моля, — единица измерения концентрации, которую сложно объяснить обычным языком. Достаточно сказать, что это очень небольшое количество. Балансирующее действие достигается за счет противоположных эффектов глюкагона и инсулина — гормонов поджелудочной железы. Глюкагон стимулирует выработку глюкозы печенью и повышает уровень сахара в крови; инсулин оказывает противоположное действие.
Что такое инсулин? На первый взгляд, это всего лишь один из нескольких десятков гормонов. Но для организма это вещество особенно важно и ценно; оно же является ключевым фактором развития многих заболеваний и расстройств.
Функция инсулина кажется простой, но она жизненно необходима. Он регулирует концентрацию сахара в крови, помогая глюкозе проникнуть в клетки для немедленного получения энергии или последующего хранения. В здоровом организме поджелудочная железа постоянно вырабатывает нужное количество инсулина, поддерживая уровень глюкозы в крови в нормальных пределах. Важность инсулина для здоровья можно увидеть на примере пациентов с сахарным диабетом I типа — аутоиммунным заболеванием, при котором поджелудочная железа вырабатывает мало инсулина или вовсе его не производит. В седьмой главе мы увидим, что до того, как ученым удалось выделить и искусственно произвести инсулин, жизнь людей с сахарным диабетом I типа почти всегда была тяжелой и короткой.
Гораздо более распространенное заболевание — инсулинорезистентность, при которой организм не может должным образом реагировать на инсулин и поэтому увеличивает его выработку. Постоянно повышенный уровень инсулина — гиперинсулинемия — может привести к диабету II типа и, как правило, связан с образом жизни.
На первый взгляд кажется, что все просто. Но это не так, о чем свидетельствует статистика, согласно которой более трети взрослых британцев не могут должным образом поддерживать гомеостаз глюкозы в крови и страдают либо предиабетом, либо диабетом II типа[68].
В отличие от диабета I типа — аутоиммунного заболевания, при котором поджелудочная железа не вырабатывает достаточного количества инсулина, — диабет II типа и предиабетическое состояние рассматриваются как «болезнь образа жизни», хотя генетическая предрасположенность тоже играет роль. Во многом эти состояния зависят от таких факторов, как диета, ожирение и регулярная физическая активность в долгосрочной перспективе. Научное обоснование того, как именно сидячий образ жизни и большое количество жировой массы вызывают повышенную резистентность к инсулину, понять непросто. Однако эта связь не вызывает сомнений у ученых.
Вспомним парадокс Ханны с ее регулярными занятиями физкультурой и рационом, состоящим из свежеприготовленных блюд. С таким режимом физической активности, казалось бы, невозможно заполучить гиперинсулинемию. Так в чем же дело? Здесь начинается следующий этап нашей истории: появляется другой важный фактор, влияющий на гомеостаз глюкозы в крови. Как вы, наверное, уже догадались, это стресс. И тут снова наступает время вспомнить о жизни и трудах Уолтера Брэдфорда Кэннона.
Пожалуй, мы поступили несправедливо, противопоставив богатую событиями карьеру Клода Бернара и пожизненную преданность Кэннона Гарварду, ведь Кэннон не провел всю жизнь в аудиториях и лабораториях. В Первую мировую он пошел добровольцем в Американский экспедиционный корпус и отправился во Францию, где лечил раненых солдат, иногда под огнем противника, а также проводил эксперименты по изучению физиологических последствий шока. В то время ему было уже за сорок, а дома у него остались жена и пятеро детей.
Накопленный опыт и интуиция помогли ему сделать два значительных прорыва в понимании воздействия шока на организм. Он разработал методы уменьшения так называемого вторичного шока, когда у пациента может резко упасть кровяное давление и температура тела. В своем исследовании Кэннон подчеркивал, как важно немедленно обеспечить пациента жидкостью во избежание обезвоживания и дать ему согреться. Эти принципы и сегодня остаются основой оказания первой помощи.
Кроме того, работая в военных госпиталях, Кэннон продвинулся в своих исследованиях о значительном влиянии психических травм и стресса на организм. В 1915 году, перед уходом на войну, Кэннон опубликовал книгу с длинным, но красноречивым названием «Влияние боли, голода, страха и ярости на физическое состояние: отчет о недавних исследованиях функции эмоционального возбуждения». В этом труде, среди прочего, он показал, как эмоциональные триггеры побуждают надпочечники вырабатывать стимулирующие гормоны (адреналин, например). На тот момент это было новаторской идеей[69].
Хотя книга Кэннона 1915 года была основана главным образом на серии экспериментов «стимул — реакция» на несчастных лабораторных кошках, он четко изложил те же процессы применительно к человеческому организму и описал механизм, в ходе которого вызванная стрессом перегрузка надпочечников может в долгосрочной перспективе повлиять на хрупкий баланс глюкозы. Среди примеров, которые он привел, был случай немецкого офицера, чье участие в короткой, но жестокой Франко-прусской войне 1870–1871 годов принесло ему не только медаль за отвагу, но и диабет, и мужчины, у которого развилось такое же заболевание вскоре после того, как он узнал, что жена ему изменяет.
Почти двадцать лет спустя в книге The Wisdom of the Body Кэннон ввел не одно, а целых два ключевых новых понятия: гомеостаз и реакция «бей или беги»[70]. Как мы уже убедились, эта древняя гормональная реакция характерна для всех позвоночных, но только у людей есть ГГНС — относительно недавнее эволюционное «новшество», наградившее нас хроническим стрессом из-за своей способности «выстреливать» повторно. Мозг почти полностью управляет стрессовой реакцией. Ученые поняли это не сразу. Исследователи прошлого рассматривали железы человека как взаимодействующие, но все же независимые органы, которые вырабатывают гормоны для поддержания баланса в конкретном участке тела. В 1930-х годах один из ведущих британских эндокринологов Уолтер Лэнгдон-Браун приблизился к более точному пониманию стрессовой реакции, объявив гипофиз, расположенный в основании мозга, «дирижером эндокринного оркестра»[71].
Но истина находилась чуть выше гипофиза. В 1940-х годах другой британский ученый Джеффри Харрис, у которого над рабочим столом висел портрет Клода Бернара, провел эксперименты на кроликах и доказал, что гормональные реакции могут запускаться при помощи электрической стимуляции непосредственно в гипоталамусе, что указывает на наличие в нем некоего управляющего механизма. Последующие исследования выявили множество гормонов гипоталамуса, действующих как активаторы других желез организма.
Наибольший вклад в развитие исследований Джеффри Харриса, посвященных выявлению гормонов гипоталамуса, сделали двое ученых: Роже Гиймен и Эндрю Шалли. Однако они прославились не только новаторством и выдающимися исследованиями, но и историей своего соперничества — одного из самых известных, ожесточенных и мелочных научных противостояний в стиле мыльных опер.
Гиймен родился во Франции и прервал обучение медицине, отправившись на фронт помогать французскому Сопротивлению переправлять сбежавших заключенных через горы в Швейцарию. Доучившись в университете, он переехал в Канаду, работал с Гансом Селье и в конце концов обосновался в США. Анджей Шалли родился в Польше и в 1939 году бежал от нацистского вторжения сначала в Румынию, затем в Великобританию и в конце концов добрался до США, как и Гиймен, пожив некоторое время в Канаде.
Учитывая, что оба медика оказались в одной стране после довольно сходных жизненных перипетий и занимались исследованиями в одной области, можно предположить, что они сотрудничали. И действительно, Шалли некоторое время работал в лаборатории Гиймена. Однако их совместное исследование оказалось неудачным, и они обвинили в этом друг друга.
Так началась ожесточенная гонка за первенство в выделении гормонов гипоталамуса, продлившаяся два десятилетия. Ученые, работающие в одной области, нередко охотно обмениваются идеями. Но Шалли и Гиймен, чье соперничество приобрело карикатурный характер — грубоватый славянин против более утонченного француза, — создали конкурирующие команды ученых для выполнения идентичной работы. Гиймен даже отказывался ссылаться на исследования Шалли в своих научных работах.
В итоге гонку с большим отрывом выиграл Шалли: он выявил исходное вещество, известное как тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ). Его работа на эту тему была опубликована всего за шесть дней до публикации Гиймена. Поляк также с небольшим отрывом опередил француза, выделив второй гормон, ГРГ — гонадотропин-рилизинг-гормон. Зато Гиймен одержал победу с третьим, соматостатином.
Нобелевская академия пыталась положить конец противостоянию ученых, наградив их совместной премией по физиологии или медицине 1977 года, но соперничество продолжилось и даже легло в основу бестселлера «Нобелевская дуэль»[72].
Но что же все это значит для Ханны? А то, что решить ее проблемы будет не так-то просто, если они действительно вызваны повышенным уровнем кортизола. Стресс может быть не только физиологической проблемой, но и психологической, а также проблемой окружающей среды. Помимо физической активности и рациона, Ханне следовало задуматься об обстановке дома и на работе, о своем детстве и даже своей социальной роли.
По описанию реакция «бей или беги» и последующая роль ГГНС могут показаться почти механистическим процессом. Но эти процессы никогда не проходят одинаково у двух людей, и даже одно и то же количество кортизола может влиять на разных людей совершенно по-разному, причем это часто зависит от того, что происходило с человеком в детстве и младенчестве.
Многочисленные исследования показали, что, если у матери во время беременности наблюдался постоянный повышенный уровень кортизола, ее ребенок будет хуже справляться с физиологическими проявлениями стресса во взрослом возрасте. Важнее всего благоприятная среда в раннем младенчестве, ведь младенцам требуется несколько месяцев для установления циркадного ритма кортизола, который окончательно налаживается лишь к четырем годам. Это биологический факт, хотя все названные факторы почти всегда находятся вне контроля матери, и не нужно обвинять и стигматизировать матерей из-за того, что им не удалось избежать стрессов.
В девятой главе мы подробнее поговорим о важности первых лет жизни, но для понимания феномена гомеостаза и механизма его нарушения нужно все же изложить основы. Если коротко, младенцы не могут справляться со стрессом самостоятельно. Их мозг требует, чтобы их потребности были удовлетворены, а младенец испытывает потребность не только в пище, но и в прикосновении, объятиях, стимуляции и внимании. У лишенных этого детей может наблюдаться резкое повышение уровня кортизола, который в норме должен оставаться очень низким, что может повлиять на развитие системы нейромедиаторов. Такие дети, как правило, вырастают с меньшим количеством рецепторов кортизола в гиппокампе и намного хуже справляются с притоком кортизола, вызванным стрессом.
В одном канадском исследовании группу молодых людей попросили оценить свою семейную историю и отношения с родителями. Затем испытуемым предлагали отправиться на прогулку с дневником, записывать стрессовые ситуации и брать у себя пробы слюны для измерения уровня кортизола четыре раза в день. Исследователи пришли к однозначному выводу: «Чем меньше родительского тепла люди получали в детстве, тем больше кортизола выделяли в те дни, когда испытывали сильный стресс»[73].
Некоторые ранние триггеры, провоцирующие эту тенденцию, вполне ожидаемы: например, зависимость родителей от алкоголя и наркотических веществ и семейные проблемы экстремального характера. Другие, однако, до сих пор остаются спорной темой в обществе. Одна из наиболее противоречивых областей — исследования, показывающие, что младенцы и даже дети младшего возраста демонстрируют повышение уровня кортизола при регулярной разлуке с так называемым значимым взрослым. В знаковом исследовании немецкой ученой Андреа Деттлинг измеряли кортизол у детей дошкольного возраста, посещающих детский сад. Высокий уровень кортизола наблюдался у них даже после обеда, хотя обычно кортизол должен постепенно снижаться к вечеру. Чем младше ребенок и чем менее развиты его социальные навыки, тем сильнее этот эффект[74].
Многим родителям, которым по насущным соображениям необходимо выходить на работу, особенно в странах вроде США, где декретный отпуск длится ровно двенадцать недель, трудно примириться с результатами таких исследований. Однако последующие наблюдения, в частности проведенные самой Деттлинг, показали, что этот эффект исчезает, если в разлуке с родителями у ребенка есть постоянный и легко определяемый объект привязанности, например няня или родственник. Это не «волшебная таблетка», тем более что детский сад обычно дешевле индивидуальной няни, но все же варианты существуют.
А теперь снова вернемся к Ханне и попробуем объяснить ее проблемы со здоровьем, копнув глубже. Она обратилась в клинику, считая себя благополучным человеком из нормальной, почти скучной в своем укладе семьи. В ее детстве было много хорошего: ее родители никогда не переезжали не только в другой город, но и в другой дом, построили успешные карьеры, а с младшим братом у Ханны были и сохранились близкие отношения. Но подробные расспросы выявили некоторые потенциально важные детали.
Незадолго до рождения Ханны ее родители переехали в новый дом и с трудом тянули ипотечные выплаты. Из-за этого оба не могли в полной мере сосредоточиться на родительстве, а мама Ханны чувствовала необходимость как можно скорее выйти на работу. Уже через три месяца после рождения дочери она оставила Ханну на попечение бабушки. Впрочем, та вскоре серьезно заболела, и Ханну передали няне, которая сидела с ней до тех пор, пока Ханне не исполнилось достаточно лет для посещения местного детского сада. После рождения брата Ханны мать начала страдать депрессией — в тяжелой форме. Все это нельзя ставить в вину родителям Ханны и тем более самой Ханне, но младенчество и детство, проведенное в таких условиях, не способствовало созданию устойчивой привязанности, как выразились бы психотерапевты. Эксперт по стрессу добавил бы, что у Ханны произошло нарушение стабильной и четко приуроченной ко времени секреции кортизола.
Через несколько недель после измерения уровня сахара в крови Ханна сразу после пробуждения взяла у себя пробу слюны, чтобы измерить уровень кортизола на утреннем пике (так называемая реакция кортизола на пробуждение). Уровень оказался чуть выше нормы. Однако единичный тест не дает полной картины: лучше брать несколько проб в течение дня. При этом ученые считают высокую реакцию кортизола на пробуждение характерным признаком хронического стресса. Кажется, мы с Ханной подобрались к разгадке.
В дальнейшем выяснилось, что Ханна действительно испытывала сложности с регуляцией стресса: например, просыпалась среди ночи и тревожилась из-за задания по работе, о котором забыла, или избегала делиться тревогами с партнером.
Исследования показали, что постоянный высокий уровень кортизола оказывает долгосрочное пагубное влияние на организм и, в частности, может снижать иммунитет, ухудшать память и увеличивать риск деменции в пожилом возрасте[75]. Но что насчет нарушения глюкозного баланса, постоянной усталости и набора веса, на которые Ханна жаловалась на первом приеме? Мы рассмотрели неврологическую и психологическую подоплеку действия кортизола; теперь пора снова погрузиться в физиологию.
Как понять, что постоянно повышенный уровень кортизола нарушает хрупкий гомеостатический баланс сахара в крови? Ответить на этот вопрос можно, к примеру, понаблюдав за людьми с синдромом Кушинга, о котором мы говорили в третьей главе. Эти пациенты в течение долгого времени живут с избытком кортизола, вызванным доброкачественной опухолью гипофиза. Одна из определяющих характеристик синдрома Кушинга — аномально высокий уровень сахара в крови, а также набор веса в области живота, лица и туловища и мышечная слабость.
Огромное количество лабораторных данных подтверждают связь высокого уровня кортизола и сахара в крови. В одном простом исследовании группе добровольцев вводили раствор кортизола или нейтральный физраствор. У добровольцев из первой группы повышался уровень глюкозы в крови, и они хуже реагировали на небольшие дозы инсулина[76].
У Ханны нет синдрома Кушинга, и ей не вводили кортизол искусственно. Но, судя по ее симптомам и личной истории, можно предположить, что ее уровень кортизола выше нормы в течение всего 24-часового кортизолового цикла. Вероятно, этим и объясняется повышенное содержание инсулина в крови. Так что же первопричина с точки зрения физиологии?
Как мы ранее увидели, при ответе организма на реальную или воображаемую угрозу вслед за быстрым выбросом адреналина выбрасывается также большая доза кортизола. Это вызывает прилив энергии, который обеспечивается за счет глюкозы. Поскольку реакция кризисная, задействуются ресурсы так называемой краткосрочной системы хранения энергии. Речь о гликогене, запасенном в печени, а также энергии из триглицеридов — разновидности жиров. Но кортизол в основном использует энергию из печени, что препятствует расходованию запасов глюкозы из мышц.
Этот фактор — ключевой. Скелетные мышцы, у среднестатистического человека составляющие от трети массы тела, играют важнейшую роль в клиренсе глюкозы — выводе глюкозы из крови для последующего хранения, особенно после еды. Мышцы обеспечивают около 80 процентов этого процесса. Разберем его подробнее: клиренс глюкозы в жировой ткани и скелетных мышцах осуществляется за счет белка-переносчика глюкозы ГлюТ-4 (глюкозный транспортер тип 4). Этот процесс активируется инсулином, но кортизол ослабляет его эффективность. Кортизол также подавляет выработку и секрецию инсулина поджелудочной железой, что приводит к еще большему повышению уровня глюкозы в крови.
Единичный или нерегулярный стресс проходит без последствий для организма. Как и избыточные выбросы адреналина, активация ГГНС и последующий выброс «длинного» кортизола эволюционно обусловлены, и организм вполне в силах с ними справиться. Но у людей вроде Ханны, с детства запрограммированных при стрессе вырабатывать излишки кортизола — а при современном образе жизни стресс неизбежен, — метаболическая система оповещения включена постоянно, а стресс приобретает хронический характер. Ломается гормональный тормоз парасимпатической нервной системы, предназначенный для расслабления после гормональной стрессовой реакции (об этом мы говорили в первой главе). Тогда-то проблемы и начинают накапливаться.
Один из фундаментальных принципов гомеостаза заключается в том, что при нарушении баланса попытки организма восстановить его с помощью однократной корректировки могут привести к пагубной петле обратной связи. Таким образом, если инсулин теряет свою эффективность, поджелудочная железа пытается исправить эту ситуацию, вырабатывая его все больше и больше, чтобы поддержать уровень сахара в крови. Это состояние называется гиперинсулинемией. Если доходит до того, что поджелудочная железа больше неспособна вырабатывать достаточное количество инсулина для обработки сахаров, беспрестанно высвобождающихся под действием кортизола, развивается диабет. Постоянные всплески кортизола нарушили равновесие. Пользуясь сравнением с термостатом и открытым окном из начала этой главы, для компенсации сквозняка организм не увеличивает мощность термостата, а одновременно включает отопление и кондиционер, и те сражаются друг с другом, пока один или оба не ломаются.
Существует физиологический термин, описывающий это состояние, — аллостаз, противоположность гомеостазу. При аллостазе организм «сбивается с курса» и выходит за пределы своих возможностей. Он больше не стремится к равновесию. В природе аллостаз может быть временной полезной стратегией выживания: например, медведи перед зимней спячкой потребляют калорий намного больше необходимого — это аллостаз. Но у человека аллостаз встречается гораздо чаще, чем у животных, и почти всегда пагубно сказывается на здоровье.
В 1993 году двое психологов Брюс Макьюэн и Элиот Стеллар опубликовали научную работу, в которой ввели новый термин: аллостатическая нагрузка. Они определили ее как «последствия хронического воздействия на изменяющуюся или повышенную нервную или нейроэндокринную (связанную с нервами и гормонами) реакцию, возникающую в результате повторяющегося или хронического воздействия окружающей среды, воспринимаемого человеком как сильный стресс»[77]. Проще говоря, если в силу личных особенностей, генетики и жизненных обстоятельств ваша стрессоустойчивость нарушена, вы заболеете.
Но как? Пересчитаем возможные варианты. Гиперинсулинемия сама по себе приводит не только к диабету, но и к потере эластичности артерий (атеросклероз), повышению кровяного давления и даже бесплодию, о чем мы поговорим в восьмой главе. Когда у человека развивается аллостатическая нагрузка, риск заболеваний увеличивается. В долгосрочной перспективе аллостатическая нагрузка чревата целым букетом проблем — от повышения вероятности некоторых видов рака до проблем со здоровьем зубов. Она связана с повышением частотности сердечно-сосудистых заболеваний, уровня холестерина, остеопороза и заболеваний суставов. Аллостатическая нагрузка также приводит к укорачиванию теломеров — «кончиков» хромосом, — а это признак биологического старения, ухудшения здоровья и снижения когнитивных функций.
И это мы еще не упомянули одну из самых распространенных проблем, связанных с хроническим стрессом и инсулинорезистентностью: набор веса. Это настолько важный фактор, что индекс массы тела (ИМТ) и соотношение объема талии к объему бедер, по которому устанавливается наличие абдоминального ожирения, — потенциальные маркеры аллостатической нагрузки. Вес и его связь со стрессом — очень сложная сфера изучения. Мы рассмотрим ее во всех подробностях в шестой главе.
В отличие от диабета II типа, аллостатическую нагрузку нельзя выявить по простому анализу крови. Поскольку она одновременно является и описательной теорией, и истинным медицинским феноменом и находится на стыке физиологии и психологии, ее можно идентифицировать методами обеих дисциплин: по биологическим маркерам или с помощью опросников, заполняемых пациентами.
Кроме того, исследования выявили сильную корреляцию между аллостатической нагрузкой и такими факторами, как низкий доход и социоэкономический статус, место жительства, уровень образования, этническая принадлежность и другие потенциальные проблемные обстоятельства, например обязанности по уходу за детьми и пожилыми родственниками. Аллостатическая нагрузка не возникает беспричинно. В другом исследовании ее связали с нарушениями детско-родительской привязанности в раннем детстве. Возможно, именно этим объясняется наличие аллостатической нагрузки у Ханны, у которой нет детей и обязанностей по уходу за родственниками, есть образование и высокий доход. К физическим факторам риска также относятся недосыпание и потенциальная хроническая усталость — все это у Ханны имеется.
Но есть и другие причины, почему Ханну поразил этот недуг. Она молодая женщина и испытывает общественное давление по поводу своего внешнего вида, особенно веса. Что само по себе вызывает стресс. Но это еще не все: согласно исследованиям, попытки похудеть с помощью низкоуглеводных диет также связаны с повышением кортизола. Этот феномен обнаружили совсем недавно, и он встречается не у всех, но в перспективе будет иметь серьезные последствия для многомиллиардной индустрии кетодиеты и ее многочисленных вариантов. В шестой главе мы поговорим и об этом тоже.
Однако в истории Ханны есть один момент, который остается загадкой даже для нее самой. Известно, что физическая активность напрямую связана с функцией инсулина и метаболическим здоровьем. Так почему Ханна не ощущает пользу от регулярных и высокоинтенсивных занятий спортом? Тут история принимает неожиданный физиологический оборот.
В исследовании, проведенном с похвальной дотошностью, ученые престижного Немецкого спортивного университета Кельна решили проверить физическую и стрессовую реакцию тридцати двух молодых людей. Их расспросили об уровне их обычной физической активности, провели несколько тестов на выносливость и распределили по уровню физической подготовки. Всем участникам выдали часы с функцией измерения сердечного ритма и установили катетеры для регулярного забора образцов крови. Наконец, по традиции проведения подобных исследований участников случайным образом разделили на две группы.
Первой группе провели социальный стресс-тест Трира: тот самый садистский лабораторный тест, описанный в предыдущей главе, при котором стресс вызывается искусственно — инсценировкой собеседования с будущим работодателем и арифметических подсчетов. Второй группе добровольцев выпала на первый взгляд менее стрессовая задача. Они выполняли так называемый Вингейт-тест, названный в честь спортивного института в Израиле, где он был разработан. Вингейт-тест проводится на велотренажере: испытуемые сначала выполняют разминку, а затем разгоняются на максимальную мощь и скорость и остаются в этом состоянии тридцать секунд. Это повторяется четыре раза с перерывами на отдых и езду в более медленном темпе. Наконец, обеим группам выдали одинаковые опросники для оценки субъективного уровня стресса.
Результаты поразили ученых. Вингейт-тест непрост и требует выкладываться по максимуму. Опытные исследователи знают, что рядом с велотренажерами лучше ставить ведро: некоторые просто не выдерживают. И тем не менее результаты опросов ясно свидетельствовали, что более сильный стресс испытывали участники на «собеседовании». Но это была субъективная оценка, а вот по уровням кортизола складывалась совсем другая картина. Мало того что у проходивших Вингейт-тест он оказался выше во время тренировки — он продолжал расти и после нее и оставался повышенным даже спустя час, в то время как уровень кортизола у группы, выполнявшей тест Трира, снизился.
Вердикт был таким же, как при измерении стресса другим способом: с помощью мониторов, фиксирующих вариабельность сердечного ритма (ВСР). Эта величина обозначает диапазон колебаний частоты сердечных сокращений в минуту за определенный период. Хотя мы привыкли считать, что при стрессе сердцебиение учащается, на самом деле признак более высокого уровня стресса — сниженная ВСР. В эксперименте немецких ученых у студентов, проходивших Вингейт-тест, отмечались более низкие показатели ВСР.
«Видимо, повторяющийся физический стресс активирует ГГНС сильнее психосоциальных стрессоров», — заключили ученые. То есть тест на велотренажере запускал более острую стрессовую реакцию, чем собеседование и математические подсчеты. Кроме того, последствия стресса от интенсивных физических упражнений были сильнее и продолжительнее, чем от умственных упражнений.
Ученые обнаружили еще кое-что: интенсивность стрессовой реакции не зависела от уровня физической подготовки участников. Тогда в научном сообществе велись дебаты о гипотезе перекрестной стрессовой адаптации (или кросс-адаптации) — теории, согласно которой регулярная активация ГГНС с помощью физических упражнений помогает людям справляться с социальным и эмоциональным стрессом. Некоторые исследования это подтвердили, но эксперимент немецких ученых показал обратное[78].
Все это имеет непосредственное отношение к Ханне. Вингейт-тест, проведенный на немецких студентах-добровольцах, очень похож на высокоинтенсивные тренировки, которые Ханна посещает несколько раз в неделю в своем люксовом фитнес-центре, выкладывая за них около ста пятидесяти фунтов в месяц. Высокоинтенсивная интервальная тренировка (чаще встречается ее аббревиатура HIIT или ВИИТ) — распространенный формат занятий в мире фитнеса. Тренировка популярна в силу своей эффективности. Многочисленные исследования подтвердили, что многократное приближение сердечного ритма к максимальному, пусть и на очень короткое время, с чередованием периодов отдыха улучшает аэробную выносливость, снижает жировую массу и способствует росту мышечной массы. Интенсивность упражнений ускоряет метаболизм, а значит, польза ощущается и после тренировки.
Неясно, помогает ли HIIT добиться этой цели лучше, чем традиционные упражнения средней интенсивности, но факт, что HIIT позволяет достигнуть их намного быстрее. Именно поэтому из когда-то нишевого явления, существовавшего лишь в мире элитного спорта, HIIT стала очень популярной тренировкой. Этот вид фитнеса существует давно: финские тренеры использовали его для подготовки спортсменов к Олимпиаде еще сто лет назад и называли просто «интервальной тренировкой». Ученые обратили внимание на HIIT после необычайных достижений одного атлета.
Эмиля Затопека часто называют лучшим бегуном всех времен: никто не мог победить его в забегах на длинные дистанции. На Олимпиаде 1952 года чехословацкий легкоатлет выиграл золотую медаль в забеге на 5000 метров, 10 тысяч метров и в марафонском беге. Обаятельный, словоохотливый весельчак, прекрасно владевший шестью языками, он был любимчиком фанатов и никогда не сдавался на трассе. В основе его побед — изнурительный и инновационный режим тренировок. Позже Затопек вспоминал, как над ним смеялись из-за того, что он бегал стометровки спринтерским бегом по двадцать раз, вместо того чтобы пробегать длинные расстояния в более медленном темпе. «Зачем бегать медленно? — говорил он. — Бегать медленно я умею и так. Я хочу научиться бегать быстро». «Все говорят: “Эмиль, ты дурак!” Но когда я выиграл чемпионат Европы, все сказали: “Эмиль, ты гений!”»
Однако даже у неунывающего Затопека в жизни хватило стрессов. Он поддержал демократические реформы в Чехословакии, а после их подавления в 1968 году был вынужден несколько лет работать вдали от семьи на заводе простым рабочим. По очевидным причинам мы не можем знать, повлиял ли режим изнурительных тренировок на стрессоустойчивость спортсмена, но давайте предположим, что так и было, и попытаемся найти причину. Видимо, по эволюционным причинам вынуждение организма работать на пределе физических возможностей провоцирует гормональную реакцию, идентичную той, что возникала у наших предков, когда они спасались от опасности. Когда вы сидите на велотренажере и крутите педали на 80–90 процентов максимального сердечного ритма, никакая опасность вам не грозит: разве что свалитесь с велотренажера от усталости на мягкий коврик из пенки. Но ГГНС этого не понимает. ГГНС думает, что вы убегаете от волка.
Риск повышения кортизола у атлетов, занимающихся высокоинтенсивными тренировками (Затопек и Ханна), отнюдь не одинаков: все дело в степени нагрузки. В одном исследовании участников просили тренироваться на 40, 60 и 80 процентов своей аэробной выносливости и обнаружили, что в последних двух случаях наблюдалось значительное повышение уровня кортизола[79]. Другое исследование показало, что уровень кортизола обычно приходит в норму в течение суток после тренировки, но в зависимости от количества тренировок в неделю и индивидуальных факторов некоторым людям требуется больше времени для восстановления[80].
Кроме того, выработка кортизола отчасти зависит от того, нравится ли человеку заниматься спортом — и это особенно актуально для Ханны. По данным экспериментов, если мыши и крысы тренируются добровольно, например по собственному желанию бегают в колесе, сидя в клетке, их ГГНС активируется меньше, чем при вынужденной физической активности: в частности, когда их бросают в воду и заставляют плыть. Люди не лабораторные грызуны, но Ханна признавалась, что иногда ходит на тренировки не потому, что хочется, а из чувства вины и тревоги за вес и здоровье, и в таком психологическом состоянии тренировки воспринимаются почти как наказание.
К счастью, есть довольно простой способ противостоять циклу повышения кортизола из-за высокоинтенсивных тренировок: уменьшить нагрузку и больше отдыхать. По данным исследований, даже у профессиональных легкоатлетов наблюдается прямая зависимость между продолжительностью перерывов и уровнем кортизола: чем короче перерыв, тем выше уровень гормона[81].
Что же делать Ханне? Выбросить карточку фитнес-клуба, отменить подписку и забыть об интервальных тренировках навсегда? Не все так просто, ведь у HIIT есть множество плюсов. Испанское исследование, проведенное во время локдауна из-за COVID-19, показало, что у людей, которые ежедневно занимались HIIT дома и выполняли приседания и силовые упражнения, в среднем наблюдалось меньше симптомов депрессии, чем в группе, выполнявшей упражнения низкой интенсивности[82].
Как и другие кейсы из этой книги, проблема взаимоотношений Ханны со стрессом оказалась сложной, продолжается до сих пор и, вероятно, лишь частично поддается решению. Ханна посещает психотерапевта, пытаясь осмыслить след, который первые годы жизни оставили в ее психике. Она также занялась практиками, о которых мы расскажем в десятой главе: уделяет внимание качеству сна и использует приложение для медитации.
Ей также посоветовали заниматься менее интенсивно, но с одним условием: оставаться активной. И в этом, пожалуй, и проявляется парадокс высокоинтенсивных тренировок: с одной стороны, они могут повышать кортизол у предрасположенных к этому людей, с другой — это один из лучших способов улучшить состояние при предиабете. Доказано, что HIIT помогают при инсулинорезистентности. Все зависит от человека и обстоятельств.
Диабет II типа — заболевание, связанное с образом жизни. Оно затрагивает людей, которые много сидят и мало двигаются. По данным исследований, даже малейшее движение (встать и походить по комнате, например), особенно после приема пищи, помогает организму справиться с сахаром в крови. Почти у каждого врача, специализирующегося на диабете II типа, найдется история чудесного выздоровления, когда пациент, долгое время принимавший различные препараты, начинает вести более активный образ жизни (например, меняет работу или привычки), и диабет входит в ремиссию. Активность действительно играет роль.
Это очевидное противоречие возвращает нас к загадке, с которой началась эта глава. Гомеостаз глюкозы — довольно простой процесс балансировки глюкагона и инсулина, но этот баланс часто нарушается.
Почему же это происходит? Кажется, пора соединить две нити нашей истории. С одной стороны, стресс не более чем продукт действия гормонов, выбрасываемых в кровь в разной концентрации. Но, как мы увидели, особенно в первой главе и второй главе, этот процесс не происходит в вакууме. На индивидуальную предрасположенность человека к повышенной выработке кортизола и адреналина влияет множество факторов — от культуры, в которой мы живем, до воспитания, сформировавшего нашу личность в рамках этой культуры.
Давайте рассмотрим эти факторы подробнее и начнем с двух ключевых и взаимосвязанных предикторов стресса: социального статуса и работы.