В проекте «Краткий гид по Арктике», подготовленном совместно c Сибирским федеральным университетом, мы рассказываем о ресурсном, биологическом и культурном разнообразии Российской Арктики.

Биологическое разнообразие — одно из фундаментальных свойств природных экосистем. Биоразнообразие — это богатство человечества, генофонда, кодирующее основные признаки животных организмов и обеспечивающее устойчивость каждой конкретной экосистемы и биосферы, а также являющееся источником ценнейших веществ для человека как для биологического вида и биосоциального существа. Если говорить о биоразнообразии водных экосистем, то оно также обеспечивает устойчивость и генофонд. Особенность водных экосистем состоит в том, что из-за деятельности микроводорослей там синтезируются совершенно уникальные, биологически активные вещества, такие как длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты семейства омега-3. Это докозагексаеновая и эйкозапентаеновая кислоты. Они необходимы человеку. В принципе, мы можем их синтезировать в своем организме, если питаемся наземными растениями. Но то, что мы можем синтезировать, обеспечивает обычно только около 5% физиологических потребностей.

Зачем эти кислоты, производимые в основном в водных экосистемах, нужны человеку? Например, эйкозапентаеновая кислота является предшественником целого ряда эндогормонов: простагландинов, тромбоксанов и лейкотриенов, которые обеспечивают функционирование многих систем организма. У эйкозапентаеновой кислоты омега-3 есть контррегулятор арахидоновая кислота омега-6. Они работают как газ и тормоз. Например, производные арахидоновой кислоты омега-6, такие так тромбоксаны второй серии, увеличивают степень агрегации тромбоцитов, приводят к сужению кровеносных сосудов и тем самым повышают кровеносное давление. Лейкотриены второй серии, производные арахидоновой кислоты омега-6, запускают воспалительную реакцию и индуцируют боль. А производные эйкозапентаеновой кислоты омега-3, наоборот, уменьшают агрегацию тромбоцитов, расширяют кровеносные сосуды и снижают давление, а также обладают противовоспалительным эффектом. Этот баланс эндогормонов совершенно необходим, для того чтобы наш организм работал хорошо. Чтобы воспаление и боль не убивали, а излечивали, в организме должен быть баланс арахидоновой кислоты омега-6 и эйкозапентаеновой кислоты омега-3.

Докозагексаеновая кислота тоже работает как регулятор в этой системе синтеза эндогормонов и является основным компонентом мембран нервных клеток коры головного мозга. Например, 4% коры головного мозга сухого веса — это докозагексаеновая кислота. Брать ее на земле фактически неоткуда, потому что, как я уже говорил, наземные растения длинноцепочечные кислоты не производят. Они производят только короткоцепочечных предшественников — линолевую и альфа-линоленовую кислоту. Повторюсь, мы можем их синтезировать, разные люди в разной степени, но это только 5% от физиологических потребностей. Сами длинноцепочечные эйкозапентаеновую и докозагексаеновую кислоты из всех организмов биосферы эффективно способны синтезировать лишь некоторые микроводоросли — это диатомеи, криптофиты и перидинеи. От биоразнообразия водорослей и микроводорослей зависит, синтезируются вообще эти кислоты в экосистеме или нет. Дальше от микроводорослей по трофическим, то есть пищевым, цепям они передаются к организмам высшего трофического уровня: мелким ракообразным, беспозвоночным животным и рыбам. Получается, что для человека основным источником эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты является рыба.

Что произошло с нашим рационом в XX веке? Среднестатистический генотип человека настроен на соотношение кислот омега-6 и омега-3 в организме один к одному. Когда человек эволюционировал как биологическое существо, когда он был охотником-собирателем, проблем не было. Но начиная со второй половины XX века, в связи с индустриализацией сельского хозяйства и преобладанием в нашем рационе мясной продукции, выращиваемой на кормах, богатых зерном с очень высоким содержанием кислот омега-6, этот баланс сдвинулся. Сейчас в индустриально развитых странах соотношение кислот омега-6 и омега-3 в пище составляет двадцать к одному. Это вызвало эпидемию сердечно-сосудистых заболеваний. Начиная со второй половины XX века сердечно-сосудистые заболевания стали занимать первое место в смертности. В 2005–2010 годах, по данным «Вестника Российской академии наук», смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в России составляла 55% от общей смертности, то есть больше, чем убийства, самоубийства, ДТП, отравления алкоголем и онкологические заболевания.

Всемирной организацией здравоохранения и рядом национальных медицинских фондов, таких как American heart association и British nutrition foundation, было рекомендовано употребление одного грамма эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты в сутки, для того чтобы восстановить баланс эндогормонов. Это необходимо, чтобы не отказываться от мяса, потому что никто не будет отказываться от сытости. Сами кислоты омега-6, содержащиеся в мясе и зерне, не являются ядовитыми. Их просто нужно сбалансировать кислотой омега-3. Один грамм эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты — это наша с вами личная персональная доза. Если мы хотим дожить до глубокой старости и не получить сердечно-сосудистых заболеваний и заодно нервных расстройств, мы с вами должны употреблять один грамм ЭПК и ДГК.

Откуда его брать? Только из рыбы. На Земле есть другие источники, но они не могут быть альтернативой. Вся проблема в том, что рыба очень биоразнообразна. И содержание эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты в рыбе различается, по нашим данным, в 300 раз. То есть для того, чтобы получить рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения 1 грамм эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты, нужно съесть либо 40 грамм консервированной сайры, либо 12 килограмм тилапии, выращенной в аквакультуре — почувствуйте разницу. Поэтому нужно не просто употреблять рыбу в пищу, хотя она дает множество других веществ. Встает вопрос, какая рыба ценная, а какая не очень ценная. Как я уже говорил, биоразнообразие — это понятие не только экологическое, но и генетическое, то есть наличие или отсутствие синтеза этой кислоты заложено и определяется генотипом.

Рекомендуем по этой теме:
16325
Морские пауки

Человечество давно делит рыбу на ценную и не очень: краснорыбицу, белорыбицу. Это деление удивительным образом совпало с содержанием у них эйкозапентаеновой и докозагексаеновой кислоты. Например, одни из самых ценных рыб — это лососеобразные. Я думаю, что вас не удивил, сказав, что лосось — это дорогая, вкусная и полезная в отношении протекторов сердечно-сосудистых заболеваний рыба. Также полезны рыбы, принадлежащие к отряду сельдеобразных, — это сайра, макрель и щука. Поэтому от того, какую рыбу мы употребляем и какую рыбу ловим, зависит в конечном итоге и наше здоровье. Рекомендации Всемирной организации здравоохранения базируются на эпидемиологических и клинических исследованиях, в которых участвовали сотни тысяч человек. Это очень хорошие и надежные данные. Механизмы действий известны на уровне синтеза эндогормонов, о чем я тоже говорил. Поэтому эти молекулы должны быть составляющими нашей пищи.

Какая рыба все-таки самая полезная? Долгое время считалось, что наибольшее содержание длинноцепочечных кислот омега-3 характерно для морских рыб. Эти кислоты достаточно сложно анализировать — нужны методы хромато-масс-спектрометрии с употреблением внутреннего стандарта. Это делается в небольшом числе лабораторий. В основном люди работают в относительных единицах, и это не дает нам норм питания. Это непростая вещь — померить и количественно сказать, сколько необходимо потреблять граммов.

Недавно мы опубликовали обзор в ведущем мировом журнале Reviews of fish biology and fisheries, в котором исследовали 172 вида. На сегодняшний день мы знаем только 172 вида, в которых количественно определено содержание ЭПК и ДГК. Долгое время среди самой полезной рыбы лидировали морские пелагические рыбы, такие как сардина. В сардине было 26 миллиграмм на грамм. Считалось, что морская рыба полезнее, чем пресноводная. Но поскольку никаких биологических и экологических предпосылок к этому не было, мы решили, что в заповедных озерах арктического севера должна водиться пресноводная рыба, которая по полезности не уступает морской. Нам понадобилось около шести лет, чтобы такую рыбу найти. Вначале мы обнаружили, что енисейский омуль приближается к сардине по содержанию ЭПК и ДГК, но ее не превышает.

Буквально два года назад в озере Собачье — это таймырский национальный заповедник «Плато Путорана» — мы проанализировали боганидского гольца, или боганидскую палию. Это рыба, генетический потенциал которой позволяет ей накапливать 32 миллиграмма ЭПК и ДГК на грамм сырого веса. Предыдущий рекордсмен, сардина, — 26 миллиграмм. Поэтому наша рыба, которая водится на севере Красноярского края, — боганидский голец — в настоящее время мировой рекордсмен. Международное научное сообщество это признало, потому что наши данные опубликованы в импактовом журнале — это жестко рецензируемый peer-review journal, где данные публикуются после того, как их одобрят, прорецензируют ведущие мировые специалисты в данной области. Достаточно съесть буквально 15–20 грамм этой рыбы, чтобы получить суточную дозу.

Но есть проблема: этого гольца нельзя ловить. Вернее, можно, но только два дня. После этого его 200 лет в озере не будет, потому что эти озера малокормные, рыбы олиготрофные. В этих озерах чистейшая прозрачная вода, в которой содержится очень мало элементов минерального питания, мало водорослей, поэтому и рыбы там тоже мало. Выход один — выводить гольца в аквакультуру. Поэтому сейчас перед нами стоит задача не ловить этого гольца, а еще лучше охранять. Рано или поздно мы выясним, кто из представителей животного и растительного мира обладает абсолютно уникальными свойствами, которых больше нет ни у одного представителя животного мира, и человек может его использовать себе на пользу. А уж польза от ликвидации или снижения, например, сердечно-сосудистых заболеваний очевидна.

Рекомендуем по этой теме:
3691
Систематика и вид в биологии

Если действительно удастся выращивать гольца вместе с форелью и вместо форели, тогда получится, что мы с одной и той же биомассой, извлекаемой из аквакультуры, будем получать в 3–10 раз больше протекторов сердечно-сосудистых заболеваний, чем из обычной аквакультуры. Это и есть использование биоразнообразия и генетического потенциала на пользу человечеству. Для того чтобы этот генетический потенциал не подрывать, мы должны охранять биоразнообразие в наших замечательных озерах, потому что рано или поздно они все равно принесут нам пользу. Необходимо поддерживать биоразнообразие. Даже если оно не принесет пользы как источник конкретного вещества, его сохранение — залог устойчивости биосферы. Если мы не знаем функций какого-то вида в биосфере, это не значит, что их нет. Наоборот, мы должны предполагать по умолчанию, что любой вид — это ценное и нужное звено в общепланетарной системе.