Mechanizmy działania diety roślinnej

No Comments
Zdjęcie autorstwa icon0.com z Pexels

Coraz bardziej powszechnym staje się fakt, iż dieta roślinna w prewencji i leczeniu chorób sercowo-naczyniowych odgrywa podstawowe znaczenie. W poniższym artykule postaram się przedstawić różnorodne procesy biologiczne stojące za skutecznością roślinnej diety wraz z przedstawieniem jej wymiaru symbolicznego.

Jednak aby zrozumieć mechanizmy działania diety roślinnej należy na pierwszym miejscu wyjaśnić na czym polega proces doprowadzający do powstawania głównej przyczyny chorób sercowo-naczyniowych.

Wspólnym podłożem na którym rozwijają się stanowiące większość przypadków choroby układu sercowo-naczyniowego takie jak choroba wieńcowa, udar mózgu czy niedokrwienie kończyn dolnych jest miażdżyca tętnic (atherosclerosis- arteriokleroza, od wyrazu skleros- stwardniały i arteria- tętnica). Uformowanie miażdżycowej blaszki jest ostatecznym rezultatem trwającego wiele lat procesu zapoczątkowanego przez uszkodzenie śródbłonka naczyniowego. Natomiast czynnikami uszkadzającymi śródbłonek naczyniowy i prowadzącymi do jego dysfunkcji są główne czynniki ryzyka choroby wieńcowej jak nikotynizm, hipercholesterolemia, nadciśnienie tętnicze i cukrzyca, do czego doprowadza typowa zachodnia dieta dieta zawierająca duże ilości cukru, soli, cholesterolu i tłuszczu. Zmiany miażdżycowe są rezultatem nadmiernej, zapalnej włóknisto-proliferacyjnej odpowiedzi na różnego rodzaju formy uszkodzeń śródbłonka naczyniowego. Innymi słowy, wymienione wcześniej czynniki ryzyka ranią komórki śródbłonka, który w odpowiedzi wytwarza proces zapalny. Trwający latami proces zapalny połączony z procesami włóknienia prowadzi do powstania blaszek miażdżycowych, które doprowadzają do zwężenia lub zamknięcia światła naczynia. Śródbłonek naczyniowy to pojedyncza warstwa komórek wyściełających od wewnątrz naczynia krwionośne. Stanowi pierwszą barierę między krwią a głębszymi warstwami naczyń krwionośnych. Komórki śródbłonka nie spełniają jedynie statecznej roli bariery. Zaangażowane są w wiele aktywnych procesów. Jednym z głównych zadań jest produkcja tlenku azotu (NO), regulacja przylegania leukocytów i płytek krwi i migracji makrofagów. Uszkodzenie śródbłonka zaburza te procesy. Poszczególne etapy aterogenezy prowadzące do powstania zmian miażdżycowych przedstawione są w tabeli poniżej:

Etapy aterogenezy
Uszkodzenie śródbłonkaUtlenienie LDLAktywacja makrofagów
Dysfunkcja śródbłonkaProdukcja chemokin przez śródbłonekMakrofagi wydzielają cytokiny które rekrutują więcej monocytów do przestrzeni pod-śródbłonkowej
Spadek poziomu tlenku azotu- skurcz naczyń krwionośnychPrzyleganie monocytów do śródbłonkaMakrofagi pobierają utlenione cząsteczki LDL i stają się komórkami piankowatymi
Przyleganie monocytów i płytek krwiPrzedostawanie się monocytów do przestrzeni pod-śródbłonkowejKomórki piankowate uwalniają cytokiny które prowadzą do formowania czapeczki włóknistej m.in. z komórek mięśniówki gładkiej naczyń
Przedostawanie się cząsteczek LDL do przestrzeni pod-śródbłonkowejPrzemiana monocytów w makrofagiCzapeczka włóknista staje się niestabilna i pęka, czego skutkiem jest zakrzepica i niedrożność naczyń krwionośnych

źródło: Phillip Tuso , A Plant-Based Diet, Atherogenesis, and Coronary Artery Disease Prevention, Perm J. 2015 Winter; 19(1): 62–67. tłumaczenie własne

Trzy główne etapy aterogenezy- procesu rozwoju zmian miażdżycowych, licząc od prawidłowego śródbłonka do widocznej blaszki miażdżycowej obejmują uszkodzenie śródbłonka naczyniowego, utlenianie cząsteczek cholesterolu LDL oraz aktywację makrofagów. Śródbłonek naczyniowy staje się dysfunkcjonalny przez jego uszkodzenie, rezultatem jest odpowiedź zapalna. Dysfunkcyjny śródbłonek traci zdolność do produkcji tlenku azotu orz zapobiegania przylegania płytek krwi, cząsteczek LDL i monocytów do śródbłonka. Dochodzi przez to do przedostawania się cząsteczek LDL i monocytów do przestrzeni podśródbłonkowej, w której dochodzi do utlenienia cząsteczek LDL i transformacji monocytów w makrofagi, które absorbując utlenione cząsteczki LDL stają się komórkami piankowatymi. Wydzielają wówczas różnego rodzaju substancję, które doprowadzają do śmierci komórek, degradacji macierzy pozakomórkowej, apoptozę (programową śmierć) komórek mięśniówki naczyń, promują formację blaszki i jej destabilizację. Z biegiem czasu oraz z powtarzającymi się uszkodzeniami śródbłonka, dochodzi do zwężenia światła naczyń i objawowej choroby. Gdy w tętnicach wieńcowych dochodzi do pęknięcia niestabilnej blaszki bądź krytycznego zwężenia prowadzi to do zamknięcia światła naczynia i zawału mięśnia sercowego. Upraszczając przekaz proces ten można porównać do znanego każdemu powszechnie skaleczenia czy otarcia skóry. Uraz powoduje obrzęk, zaczerwienienie i ból- obraz stanu zapalnego. Gdy zaopatrzymy ranę i pozostawimy ją „w spokoju” zagoi się. Jednak gdy codziennie będziemy ją kaleczyć i odtwarzać nie zagoi się a stan zapalny będzie się utrzymywał przez cały czas. Proces, który miał prowadzić do wyleczenia, nie może zostać zakończony, staje się przewlekły i doprowadza do jeszcze większej szkody. To właśnie dzieje się w skali mikro ze śródbłonkiem naczyń gdy codziennie jest konfrontowany z uszkadzającymi go cząsteczkami pochodzącymi z niezdrowej diety oraz z zanieczyszczonego środowiska, działającymi jak małe nożyki stale raniące komórki śródbłonka oraz jak benzyna podtrzymująca ogień toczącego się przewlekłego procesu zapalnego w naczyniach krwionośnych.

Lecznicze działanie diety roślinnej

Dieta roślinna pozytywnie oddziałuje na każdym z tych etapów, powstrzymując i odwracając proces aterogenezy, proponowane wytłumaczenie jest zawarte na poniższym schemacie.

Potencjalne cele diety roślinnej w prewencji choroby wieńcowej.
źródło: Phillip Tuso , A Plant-Based Diet, Atherogenesis, and Coronary Artery Disease Prevention, Perm J. 2015 Winter; 19(1): 62–67. tłumaczenie własne

Zasadniczą częścią tego oddziaływania jest po prostu to, iż nie zawiera czynników uszkadzających śródbłonek, lecz nie na tym jej dobroczynne działanie się kończy. Polifenole obficie występujące w źródłach roślinnych mają bardzo szerokie oddziaływanie. Poprzez zmniejszanie stresu oksydacyjnego hamują utlenianie cząsteczek LDL, zapobiegają monocytom zawierającym utlenione cząsteczki LDL przyleganie do śródbłonka oraz transformacji monocytów do makrofagów i formowania komórek piankowatych. Polifenole także okazują swoje oddziaływanie polegające na hamowaniu agregacji płytek, stymulacji uwalniania tlenku azotu korzystnie działającego na śródbłonek oraz zmniejszania stanu zapalnego. Dane z badania the Nurses’ Health Study wykazały, iż każda dodatkowa porcja zielonych liściastych warzyw dziennie zmniejsza ryzyko choroby wieńcowej o 11%.

Zmniejszona podaż mięsa oraz innych produktów odzwierzęcych zmniejsza także tworzenie się cząsteczek TMAO (Trimethylamine-N-oxide, N-tlenek trimetyloaminy). TMAO jest produktem powstającym z metabolizmu choliny występującej w produktach mlecznych i jajach oraz karnityny która w dużych ilościach występuje w produktach mięsnych. Przekształcenie odbywa się z udziałem bakterii jelitowych występujących w jelicie grubym. Obecne istnieją dowody, iż poziom TMAO jest silnym czynnikiem ryzyka rozwoju chorób sercowo naczyniowych. Sugeruje się, iż cząsteczka TMAO promuje aterogenezę poprzez udział w aktywacji makrofagów i formowania komórek piankowatych. Jednakże należy zaznaczyć, iż kluczową rolę w powstawaniu TMAO pełni patologiczna flora bakteryjna, która de facto powiązana jest głównie ze sposobem odżywiania.

Powyższe przykłady nie wyczerpują tematu korzystnego oddziaływania diety roślinnej na śródbłonek naczyniowy. Istnieją jeszcze inne grupy związków mające różnorodne korzystne mechanizmy oddziaływania, które z czasem sukcesywnie będą prezentowane. Powyższe przykłady jednakże tworzą pewien ogólny zarys obrazujący dietę roślinną w działaniu. Podsumowując, dieta roślinna działa kojąco na śródbłonek, umożliwia mu się zagoić i przywraca jego prawidłowe funkcje.

Symboliczny wymiar diety roślinnej

Zalecenia diety roślinnej można ująć także w formie symbolicznej. Istnieje podobieństwo między zaleceniami diety roślinnej a zachowaniem harmonii pożywienia ujętej w systemie dualistycznej dietetyki chińskiej. Otóż tak jak zostało to wspomniane w artykule Dualizm rzeczywistości, każde zjawisko można przyporządkować aspektowi Yin (zasady pasywnej) lub Yang (zasady aktywnej). Dotyczy to także żywności. Poniżej ogólny schemat takiego podziału.

Natomiast ogóle założenia diety opartej na roślinach polegają na

Wyeliminowaniu bądź znacznym ograniczeniu

– produktów pochodzenia zwierzęcego – czerwonego mięsa, drobiu, ryb

– nabiału

– wyizolowanych i przetworzonych tłuszczy, zarówno zwierzęcych jak i roślinnych

– przetworzonych produktów i zawierających cukier

Zaleca się spożywanie

– wszystkich warzyw: liściaste, bulwiaste oraz w każdym kolorze

– różnego rodzaju owoców, zwłaszcza lokalnych

– roślin strączkowych: fasola, groch, soczewicy i wszelkie inne

– zbóż z pełnego przemiału i pełnoziarnistych produktów

Porównując oba schematy łatwo zauważyć podobieństwo między nowoczesnymi zaleceniami a liczącą kilka tysięcy lat koncepcją zachowania równowagi w pożywieniu, gdyż na produktach znajdujących się w przedziale balansu z tendencją w kierunku Yin opiera się nieprzetworzona dieta roślinna. Kolejne wersje piramidy zdrowego odżywiania także zbliżają się coraz bardziej do nieprzetworzonej diety roślinnej. Powyższy schemat oczywiście nie wyczerpuje tematu podziału pożywienia podług Yin/Yang, który jest znaczenie bardziej rozbudowany a dietetyka oparta na nim jest zawsze indywidualnie sprofilowana pod konkrety typ osoby oraz istniejących u niej dolegliwości. Celem jest zaznaczenie, iż w tym zakresie także istnieje tego typu podział oraz to, iż w każdym przypadku, tak jak i w odżywianiu, istotą jest przywrócenie harmonii, która może być zaburzona w różnorodny sposób a droga jej przywrócenia zależy od stanu w jakim dana osoba się znajduje. W najszerszym zarysie bowiem zalecenia żywieniowe diety roślinnej dla osób z chorobą wieńcową nie zawsze będą korzystne dla wszystkich osób i w każdym czasie. Obecnie mają najlepsze rezultaty, gdyż są dopasowane pod najczęstszy typ zaburzeń i odpowiadają na powszechne błędy żywieniowe. Dieta roślinna będąca w zakresie balansu wraz z lekkim „wychyleniem” w kierunku Yin (zasady pasywnej) niesie ze sobą wartości jakie ta zasada zawiera takie jak m.in. kontemplacja, wyciszenie, zwolnienie pędu, zmniejszenie agresji i wzrost empatii. Sprzyja zwróceniu się ku wnętrzu. Wyczuć można, iż jest to kierunek odwrotny od dotychczas dominującego (zasady aktywnej Yang), stąd potrzeba właśnie podążania tą drogą, gdyż skrajność jednego bieguna już osiągnęliśmy. Został on w pełni poznany. Musimy na nowo zrozumieć i odbudować stłumiony dotychczas kobiecy aspekt rzeczywistości idący w parze z szacunkiem do Ziemi, zwierząt i innych istot mając w świadomości, iż nikt nie urodził się aby nam służyć.

Fenomen skuteczności bierze się z przywrócenia harmonii, którą zawsze należy rozpatrywać w dynamiczny sposób. Nie polega ona bowiem na popadaniu w skrajności a umiejętnym czerpaniu z obu biegunów i przejawianiu ich cech w pozytywie. Rozszerzenie swojego postrzegania o te aspekty- zasadę aktywną (Yang) i pasywną (Yin), nie tylko w kontekście żywienia ale także swojej aktywności oraz obserwacji otoczenia, pozwala na pełniejsze rozumienie życia i bardziej świadome w nim nawigowanie.

Zalecaną lekturą omawiającą w dokładny sposób leczniczy wymiar pożywienia jest „Odżywianie dla zdrowia”, której autorem jest Paul Pitchford. Łączy ona nowoczesną naukową dietetykę z wielowiekową wschodnią wiedzą.

Categories: Uncategorized

Kardioprotekcyjna rola kannabinoidów

No Comments
Obraz Julia Teichmann z Pixabay

Słysząc o konopiach większość osób kojarzy jedynie ich psychoaktywne właściwości i związane z tym rekreacyjne zażywanie. Jednakże temat ten jest dużo bardziej rozbudowany. Istnieją różne odmiany konopi zawierające w swoim składzie różny profil kannabinoidów, które są dużą grupą ponad stu związków występujących w konopiach i mających różnorodne właściwości. O działaniu psychoaktywnym decyduje zawartość szczególnego rodzaju kannabinoidu jakim jest tetrahydrokannabinol (THC), natomiast kannabidiol (CBD) jest jego izomerem lecz nie posiada działania psychoaktywnego. Co ciekawe, jego działanie w obrębie układu nerwowego jest przeciwstawne do oddziaływania THC, CBD wygasza pobudzenie wywołane przez THC działając antypsychotycznie. Preparaty zawierające CBD są w pełni legalne, pochodzą z upraw konopi siewnych, które posiadają śladowe ilości THC (mniej niż 0,2%), niezdolne do wywołania jakiegokolwiek efektu psychotropowego, posiadają natomiast większe ilości CBD oraz innych kannabinoidów. Wyrazem coraz większego zainteresowania potencjałem leczniczym konopi jest opublikowany w 2017r. Raport WHO w całości poświęcony jednemu rodzajowi kannabinoidu jakim jest kannabidiol- CBD. Wykazano w nim, iż CBD nie ma absolutnie żadnego potencjału uzależniającego, jest dobrze tolerowany i bezpieczny. W raporcie dokonano przeglądu najważniejszych badań w zakresie medycznego wykorzystania CBD w terapii wielu jednostek chorobowych. Pełny raport WHO w tłumaczeniu znajduje się: CBD raport z przeglądu wstępnego, oryginał: CBD Pre-Review Report WHO.

Poniżej znajduje się pochodząca z raportu WHO (str. 18) tabela z przeglądem chorób w których CBD wywiera korzystne efekty. (za Pisanti et al 2017r.)

Jednostka
chorobowa
Efekty
Choroba
Alzheimera
Przeciwzapalne, antyoksydacyjne,
antyapoptotyczne w modelach in vitro
i in vivo wywołanych amyloidem zapaleń
nerwów i reakcji neurodegeneracyjnych
Choroba
Parkinsona
Zmniejszenie zaburzeń dopaminergicznych
in vivo; działanie neuroprotekcyjne; poprawa
wyników psychiatrycznych i redukcja
wzmożonego pobudzenia, koszmarów nocnych i
agresywnego zachowania pacjentów
Choroba
Alzheimera
Poprawa u mysz z EAE, działanie
przeciwzapalne i immunomodulujące
Pląsawica
Huntingtona
Działanie neuroprotekcyjne i antyoksydacyjne w
transgenicznych modelach choroby u myszy, bez
znaczącej poprawy klinicznej u ludzi
Uszkodzenie
wywołane
niedokrwieniem i
niedotlenieniem
Krótkoterminowe neuroprotekcyjne efekty;
zahamowanie egzotoksyczności, stresu
oksydacyjnego i zapalenia in vitro oraz w modelu
lęku i stresu na gryzoniach;
zmniejszenie lęku społecznego u pacjentów
BólEfekt analgetyczny u pacjentów z bólem
neuropatycznym opornym na inne środki
lecznicze
PsychozaZmniejszenie zmian zachowania i zmian w gleju
komórkowym w zwierzęcym modelu
schizofrenii;
właściwości antypsychotyczne przy objawach
wywołanych ketaminą
LękZmniejszenie napięcia mięśniowego, niepokoju,
zmęczenia, problemów z koncentracją, poprawa
interakcji społecznych w modelu na gryzoniach
DepresjaAntydepresyjny efekt w genetycznym modelu
depresji u gryzoni
NowotworyAntyproliferacyjne i antyinwazyjne działanie w
szerokim zakresie typów nowotworów; indukcja
śmierci komórek poprzez autofagię; działanie
ochronne podczas chemioterapii
MdłościWstrzymanie nudności i odruchu wymiotnego u
szczurów
Choroby
zapalne
Przeciwzapalne właściwości w kilku modelach
in vitro i in vivo; hamowanie wytwarzania
cytokin i zapalnych szlaków sygnalizacyjnych
Reumatoidalne
zapalenie
stawów
Hamowanie wytwarzania TNF-alfa na modelu
zwierzęcym
InfekjceAktywność wobec Staphylococcus aureus
opornego na metycylinę (MRSA)
Zapalenie
jelita grubego i
choroba
Crohna
Hamowanie rekrutacji makrofagów i sekrecji
TNF-alfa in vivo i ex vivo; Zmniejszenie
aktywności choroby u pacjentów z chorobą
Crohna
Choroby
układu sercowo-
naczyniowego
Zmniejszenie rozmiaru zawału poprzez
oddziaływanie antyoksydacyjne i przeciwzapalne
in vitro i in vivo
Powikłania
cukrzycy
Zmniejszenie włóknienia i dysfunkcji mięśnia
sercowego

Kardioprotekcyjna rola kannabinoidów

W kontekście chorób serca szczególną uwagę warto zwrócić ku badaniom nad kardioprotekcyjną rolą kannabinoidów w warunkach kontrolowanego niedokrwienia- indukcji zawału serca na modelu zwierzęcym.

W przeprowadzonym przez Walsh et at (2010r.) badaniu udowodniono, iż podawanie CBD w ostrej fazie zawału istotnie zmniejsza obszar uszkodzenia mięśnia sercowego oraz zmniejsza częstość występowania arytmii komorowych indukowanych niedokrwieniem- istotnie zmniejszał ilość częstoskurczu komorowego (VT). Wpływał także na zmniejszenie częstości migotania komór (VF) (lecz w ilości nieistotnej statystycznie). Eksperyment przeprowadzono na szczurach, u których w kontrolowanych warunkach zamknięto na 30 min jedną z głównych tętnic wieńcowych zaopatrujących serce w krew – LAD (left anterior descending) po czym ją otworzono uzyskując reperfuzję. CBD podawany na 10 min przed zamknięciem lub 10 min przed reperfuzją wywołał wspomniane wyżej korzystne, zależne od dawki efekty.

źródło: Br J Pharmacol. 2010 Jul; 160(5): 1234–1242.; Sarah K Walsh, Claire Y Hepburn, Kathleen A Kane, and Cherry L Wainwright ; Acute administration of cannabidiol in vivo suppresses ischaemia-induced cardiac arrhythmias and reduces infarct size when given at reperfusion

Pierwszym badaniem z zastosowaniem CBD jako czynnika kardioprotekcyjnego przeprowadził Durst R. et al w 2007r. Na podobnym modelu zwierzęcym wywołano trwające 30 min niedokrwienie zamykając tętnice LAD. Grupie badawczej podano CBD w ilości 5 mg/kg masy ciała godzinę przed procedurą oraz następnie codziennie przez siedem dni obserwacji. W grupie leczonej CBD w porównaniu z grupą kontrolą zaobserwowano względną redukcję obszaru martwicy niedokrwiennej o 66% (9,6% vs 28,2%), co jest wybitnie korzystnym wynikiem. Badanie to dostarczyło także dowodów na to, iż kardioprotekcyjne działanie CBD odbywa się poprzez ogólnoustrojowe mechanizmy przeciwzapalne, związane m.in. z obniżeniem stężenia interleukiny 6.

źródło: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2007 Dec;293(6):H3602-7;
Durst R, Danenberg H, Gallily R, Mechoulam R, Meir K, Grad E, Beeri R, Pugatsch T, Tarsish E, Lotan C; Cannabidiol, a nonpsychoactive Cannabis constituent, protects against myocardial ischemic reperfusion injury.

Natomiast pierwszych dowodów nad rolą układu kannabinoidowego w ochronnym działaniu na mięsień sercowy dostarczyła praca z 2002r. przeprowadzona przez D.S. Ugdyzhekova et al. Zastosowano w niej substancje o nazwie HU-210. Jest to syntetyczny kannabinoid, który jednakże jest substancją silnie psychoaktywną, o działaniu 100-800 razy silniejszym od THC oraz z dłużej utrzymującymi się efektami działania. Zauważono wówczas, iż aktywacja receptorów uzyskana poprzez podanie HU-210 istotnie zmniejszała obszar martwicy wywołany niedokrwieniem.

Ochronne działanie CBD na mięsień sercowy występuje nie tylko w stanach nagłych, takich jak zawał serca lecz także w stanach przewlekłych. Wiadomym jest iż cukrzyca znacząco pogarsza funkcjonowanie wielu układów, w tym układu sercowo-naczyniowego a współwystępowanie cukrzycy i niewydolności serca jest bardzo częste. Choć termin kardiomiopatia cukrzycowa nie ma jeszcze ścisłej definicji, możemy nim określić zmiany w strukturze i funkcji serca wynikające z obecności cukrzycy na poziomie zarówno czynności mechanicznych serca jako pompy (upośledzonej funkcji głownie rozkurczowej i skurczowej), biochemicznym oraz genetycznym (ekspresji genów), przy czym zmiany dotyczą zarówno tkanki mięśniowej jak i tkanki łącznej serca, mikrounaczynienia i unerwienia autonomicznego serca.

W badaniu Rajesh et al. (2011r.) wykazano, iż podawanie CBD u mysz z rozwiniętą cukrzycą typu I znacząco ograniczało szereg patologicznych procesów prowadzących do pogorszenia pracy serca. Korzyści dotyczyły głównie redukcji przewlekłego stanu zapalnego, stresu oksydacyjnego i nitrozacyjnego i włóknienia dzięki zmniejszonej aktywacji czynnika transkrypcyjnego NF-kappaB (redukcję aktywności NF-kB można uzyskać także dzięki medytacji- patrz artykuł Medytacja w badaniach naukowych)

Kolejne korzystne zmiany obejmowały wpływ na aktywności MAPK (kinazy aktywowane mitogenami, mające wpływ na ekspresje genów i podziały komórkowe), zmniejszoną ekspresja molekuł adhezyjnych oraz TNF. Powyższe oddziaływanie przyczyniło się do lepszej funkcji skurczowej i rozkurczowej serca u mysz z cukrzycą leczonych CBD.

Powyższy przykład to jedynie część wszechstronnych korzyści jakie posiadają kannabinoidy. W tabeli poniżej podsumowano terapeutyczną rolę CBD w schorzeniach układu sercowo-naczyniwego a należy przypomnieć, iż to tylko jeden z wielu układów na jakie ukierunkowane jest działanie kannabinoidów.

źródło: Stanley CP, Hind WH, O’Sullivan SE. Br J Clin Pharmacol. 2013 Feb; 75(2): 313–322.;
Is the cardiovascular system a therapeutic target for cannabidiol?

Ekstrat vs izolat

Przyszłość konopi w badaniach nad jej medycznym zastosowaniem może okazać się jeszcze większa niż obecnie się wydaje. Dotychczasowe badania w znacznej ilości przypadków opierały się nad efektami jakie wywołuje pojedyncza, wyizolowana molekuła CBD. Podejście tego typu, wywodzące się z paradygmatu redukcjonistycznego, dominuje w badaniach farmakologicznych. Obecnie jednak zaczyna się dostrzegać potencjał tkwiący w działaniu roślin jako całości, pełnego spektrum składników i wynikającej z nich synergii. Takie są właśnie wnioski płynące z jednego z nowszych badań nad właściwościami terapeutycznymi ekstraktu z konopi. Przełomowe badanie przeprowadzone w Izraelu wykazało przewagę pełnego ekstraktu bogatego w kannabinoidy z całej rośliny nad wyizolowaną pojedynczą molekułą. W pracy Overcoming the Bell‐Shaped Dose‐Response of Cannabidiol by Using Cannabis Extract Enriched in Cannabidiol zwrócono uwagę na dotychczasowy rozkład zależności między dawką czystego CBD a efektem terapeutycznym który przypominał kształtem dzwon (czyli najczęściej występujący rozkład statystyczny- tzw. krzywa Gaussa) wykazujący wąski zakres dawek terapeutycznych, z zanikaniem efektu poniżej dawki progowej oraz po przekroczeniu górnej granicy. Inaczej natomiast wyglądała zależność ekstraktu, którego skuteczność rosła liniowo wraz ze wzrostem dawki osiągając po pewnej dawce stabilną fazę. Badane właściwości dotyczyły działania przeciwbólowego, przeciwzapalnego oraz hamującego aktywność TNFa. Wykazano również, iż mniejsze dawki ekstraktu potrafią osiągnąć ten sam efekt przeciwbólowy co wysokie ilości czystego CBD, co w połączeniu z brakiem możliwości przedawkowania czyni go lepszym środkiem przeciwbólowym.

Przytoczone powyżej prace uwidaczniają potencjał tkwiący w konopiach i zawartych w nich kanabinoidach. Należy przytoczyć także fakt, iż w konopiach istnieje około 113 różnego rodzaju kanabinoidów, z których lepiej znane jest tylko kilka a dotychczasowe badania skupiały się głównie na jednym- kannabidiolu (CBD). Stąd można przypuszczać że zakres ich właściwości i zastosowań będzie stopniowo się powiększał. W kwestii zastosowań kanabinoidów w chorobach układu sercowo-naczyniowego z pewnością potrzebne są szeroko zakrojone badania kliniczne, które w przyszłości utorują drogę do nowych zaleceń i standardów leczenia.

Fraktale i rytm serca

No Comments
Obraz Gerd Altmann z Pixabay

Fraktale w kontekście biologicznym nie dotyczą tylko anatomii ale także pewnych funkcji organizmów w czasie. Najlepszym tego przykładem jest parametr określany jako zmienność rytmu zatokowego, który jak się okazuje potrafi wnieść dużo informacji na temat stanu zdrowia będąc wskaźnikiem ogólnie pojętego dobrostanu.

Czym jest zmienność rytmu zatokowego?

Zmienność rytmu zatokowego (Heart Rate Variability HRV) dotyczy pewnej cechy rytmu bicia serca. Rytm serca kojarzony jest w pierwszej kolejności z tętnem (Heart Rate HR), czyli ilości uderzeń serca w ciągu minuty, którego norma w spoczynku wynosi miedzy 60 a 100 uderzeń na minutę. Określenie rytm zatokowy oznacza pochodzenie pobudzającego do skurczu impulsu elektrycznego z węzła zatokowego, co jest oznaką prawidłowego rytmu. Węzeł ten, będący nadrzędną częścią układu bodźcoprzewodzącego serca, zbudowany jest ze specjalnych komórek, różniących się od pozostałych komórek mięśnia sercowego i posiadających zdolność do spontanicznego generowania impulsu elektrycznego. Znajduje się on w ścianie prawego przedsionka i nadaje rytm skurczów całemu sercu. Powszechnie uważa się rytm serca za równy, tzn jeśli np. średnie tętno wynosi 75 uderzeń/min to uderzenia te mają precyzyjny charakter podobny do wychyleń wahadła zegara czy metronomu. Innymi słowy odstępy czasowe pomiędzy poszczególnymi uderzeniami są sobie równe, czyli np przy rytmie 75 uderzeń/min będą to odstępy trwające 0,8 sekundy (60sec : 75= 0,8 sec), natomiast zwiększenie bądź zmniejszenie tętna dotyczy jego średniej wartości, zachowując nadal te same proporcje wewnątrz, np. przy rytmie 100 uderzeń/min odstępy wynoszą 0,6 sek. Oczywiście jest to uproszczony model w celu zobrazowania zasadniczej różnicy między dwoma parametrami HR a HRV i nieuwzględniający m.in. niemiarowości oddechowej oraz okresów przejściowych między niższymi i wyższymi wartościami HR.

Jednakże czy taki wyidealizowany stan ma w rzeczywistości miejsce i czy jest on stanem prawidłowym? Rzeczywiście ma on miejsce, tylko, że w okresie tuż poprzedzającym całkowite ustąpienie funkcji życiowych- zgonu bądź w ciężkich zaburzeniach rytmu [1]

Zmienność jest dobra

Okazuje się jednak, iż prawidłowo serce utrzymuje zmienności rytmu, tj gdy owe czasowe odstępy pomiędzy poszczególnymi uderzeniami serca różnią się od siebie. Różnica owa nie wynika ze zwiększania bądź zmniejszania średniej wartości tętna, a w tym, iż w ramach tej samej wartości średniej, np 75 uderzeń/min wszystkie odstępy nie wynoszą 0,8 sec, a różnią się od siebie w zakresie kilku- kilkudziesięciu milisekund. Te milisekundowe różnice oznaczają właśnie zmienność rytmu zatokowego. Nadmienić tutaj należy jeszcze aby nie mylić zmienności z niemiarowością, wynikającą z innych mechanizmów pobudzających serce do skurczu i będącą objawem zagrażających życiu zaburzeń rytmu.

Dlaczego zmienność rytmu zatokowego jest ważna?

Pozornie może się wydawać, iż owe milisekundowe różnice nie wnoszą dużo informacji, stanową przypadkowość, którą można pominąć i nie ma potrzeby przypisywania im większego znaczenia i prowadzenia dokładnych pomiarów.

Takie stanowisko odnoszące się do rytmu serca dominowało przez długi czas, będąc jeszcze dość powszechne. Jednakże wzrostowy obecnie trend przedstawia się zgoła odmiennie kładąc coraz większe znaczenie, ważność I popularność dla HRV. Z historycznego punktu widzenia, zależność zmienności rytmu zatokowego ze zwiększonym ryzykiem zgonu po zawale opisane już w 1978 roku [3]

Następne istotne prace przypadają na przełom lat 80/90 kiedy opisano obniżenie wartości HRV w zawale oraz w niewydolności serca. Najwięcej prac dotyczących HRV przeprowadzono w kontekście jego znaczenia w chorobach układu krążenia. Parametrowi HRV przypisuje się istotne zdolności predykcyjne dynamiki rozwoju chorób sercowo-naczyniowych czy nagłego zgonu sercowego [1, 2]

Jednakże parametr ten wychodzi także daleko poza ramy kwestii kardiologicznych będąc wykorzystywanym w wielu dziedzinach medycyny, także w psychiatrii i psychologii [4, 5]. Zainteresowanie nim w badaniach naukowych systematycznie rośnie i uważa się że za pewien czas pomiar HRV będzie tak popularny jak badanie tętna czy ciśnienia krwi.

Sposoby analizy HRV

Metod analizy HRV jest obecnie bardzo wiele. Przeszły one swoistą ewolucję [6], przy czym pewne tradycyjne metody nadal zachowują podstawowe znaczenie. Metody te dzielą się na dwa zasadniczo różne rodzaje. Jest to metoda starsza, oparta na analizie liniowej oraz nowsza, oparta na analizie nieliniowej. Analiza nieliniowa jest tą częścią która uwidacznia fraktalny charakter HRV i jest związana z dziedziną dynamiki nieliniowej oraz teorią chaosu.

W kontekście analizy HRV zasadniczą różnicę można wytłumaczyć w ten sposób, iż metody nieliniowe ukazują wzajemne zależności między poszczególnymi odstępami RR podczas gdy metody liniowe nie mają takiej zdolności oraz traktują je jakby nie zależały od siebie. Zniwelowana jest w ten sposób wzajemna korelacja odstępów RR oraz innych zakodowanych informacji zawartych w zmienności. Owa wzajemna zależność jest kluczowa dla istoty fraktali oraz samopodobieństwa. Można tę sytuację porównać z analizą książki pod kątem występowania w niej zawartości poszczególnych liter, analiza liniowa tnie wszystkie wyrazy i podaje zbiory liter mówiąc nam ile np liter “a” znajduje się w książce, nieliniowa natomiast przybliża się do odczytania całych wyrazów i zdań.


Ewolucja metod pomiaru HR, źródło [6]

W jaki sposób odkryto fraktalne właściwości HRV?

Z historią odkrycia fraktalnej natury HRV wiąże się przede wszystkim postać dr Ary’ego Goldbergera. Dr Ary Goldberger jest profesorem medycyny na Uniwesytecie Medycznym Harwarda, dyrektorem ReyLaboratory, instytutu zajmującego się dynamiką nieliniową w medycynie (Margaret & H.A. Rey Institute for Nonlinear Dynamic in Medicine) działającym przy Beth Israel Deaconess Medical Center- harwardzkim szpitalu uniwersyteckim oraz autorem wielu pionierskich publikacji naukowych wdrażających fraktale w nauki medyczne [7, 8, 10, 11]

Zauważył on bowiem podobieństwo między ilustracją łańcucha górskiego z książki Benoita Mandelbrota The Fractal Geometry of Nature z wykresem tachogramu, czyli graficznym przedstawieniem zmienności rytmu zatokowego w czasie, z którym jako kardiolog miał do czynienia. Skojarzenie to okazało się niebywale trafne, gdyż dokładne zbadanie tej kwestii zaowocowało powstaniem pierwszych prac naukowych i artykułów w tej dziedzinie [7, 8, 9]

Historia wspomnianego odkrycia jest przedstawiona we fragmencie filmu Ukryty wymiar. Fraktale (całość filmu)

Znamienne w tych pracach jest odkrycie, iż nie tylko struktury przestrzenne wykazują porządek fraktalny ale także parametry rozłożone w funkcji czasu, czyli m.in. HRV

źródło: [10]

Co warte odnotowania, już od czasu pierwszych prac na ten temat zauważono, iż zdrowe serce utrzymuje dużą zmienność rytmu ujawniającą się we fraktalnym jej wzorcu, natomiast w warunkach patologicznych następuje zanikanie złożoności sygnału i utrata fraktalności. Zmiany te możliwe są do skwantyfikowania dzięki metodom zaczerpniętym z dziedziny dynamiki nieliniowej i teorii chaosu i nie mogą być uchwycone tradycyjnymi metodami statystycznymi. [8]

Przykład utrzymywania wysokiej zmienności w zdrowym sercu w porównaniu ze stanami chorobowymi wraz z przedstawieniem spektralnej analizy oraz wykresami atraktorów w ilustracji poniżej:

źródło: [8]

Fraktalność zmienności rytmu zatokowego została następnie potwierdzona przez liczne późniejsze prace oraz rozszerzana przez coraz nowsze metody analizy fraktalnej [12, 13, 14]. Wnioski płynące z tych prac a dotyczących także innych struktur jak np. sekwencje DNA [15, 16, 17, 18, 19, 20] wykazują iż nieliniowość jest esencjonalną cechą żyjących organizmów. [21, 22, 23]

Categories: Uncategorized

Fraktale w anatomii

No Comments
autor: Mobilos

Powszechnie znanym fenomenem występującym w anatomii jest niezwykle efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni- stosunkowo małe struktury mogą mieć bardzo dużą powierznię, na której zachodzą właściwe im procesy. Wiadomym jest, iż dzieję sie dzięki stopniowemu podziałowi na coraz mniejsze części. Jednakże spojrzenie na te struktury poprzez pryzmat zwykłej geometrii nie dostarcza kompletnych informacji na ich temat. Okazuje się, iż w wielu przypadkach dopiero analiza pod kątem fraktalności potrafi wyjaśnić szereg anatomicznych fenomenów. Jedną z cech fraktala jest to, iż jego struktura nie daje się łatwo opisać językiem tradycynej geometrii euklidesowej. To właśnie właściwości fraktalne, wyznaczone m.in. przez wymiar fraktalny, nadają strukurom najlepsze, najbardziej optymalne zdolności do wypełnienia przestrzeni (space-filling). Zgadza się to z tymi cechami fraktali jakimi są samopodobieństwo (każdy fragment podobny do siebie, zawiera wielokrotnie pomniejszone kopie) oraz nietrywialność struktury (zmiana skali, np. powiększenie ukazuje tak samo złożone i skomplikowane struktury jak wyjściowo). Zatem geometria fraktalna stoi jako podstawowa zasada projektowania biologicznych form, zapewniającą im m.in. najlepszą produktywność (1).

Najlepiej to zjawisko zobrazuje system rozgałęzień płuc, będący klasycznym przykładem fraktala (2,3) i matematyczny model drzewka fraktalnego.


źródło: Fractals in Biology and Medicine, vol IV (3). Kształty typu drzewko Kocha powstają za pomocą równań matematycznych. Zastanawiające czy za tworzenie struktur organicznych także odpowiadają równania matematyczne?

Następnym znakomitym przykładem struktury efektywnie wypełniającej przestrzeń jest system naczyń krwionośnych. Obliczono wymiar fraktalny tętnic płycnych: 2,71 oraz żył płucnych: 2,64 (3, 4) co zaskakująco zgadza się z przewidywaniami B. Mandelbrota, który wcześniej oszacował wymiar fraktalny drzewa krwionośnego na 2,7 (3)Istnieje ponadto wiele badań charakteryzujących fraktalną geometrię systemu krwionośnego oraz fraktalną dynamikę przepływu krwi. (5, 6, 7, 8, 9)


źródło: Fractals in Biology and Medicine, vol IV (3)

Fratalną organizację materii odkryto także w tkance kostnej (10, 11) dokładniej w istocie gąbczastej i budujących ją beleczkach kostnych. Tu również najczęściej mierzonym parametrem był wymiar frakatalny oraz, w niektórych pracach, lakunarność (fractal lacunarity) (12, 14) Znaczenie tego odkrycia w diagnostyce chorób kości, zwłaszcza w osteoporozie oraz w pomiarach gęstości mineralnej kości, została opisana pracach: 12, 13, 15

Pomiary wartości fraktalnych można prowadzić także w skali mikro. Rozwiązaniem problemu otrzymywania rozbieżnych danych przy tradycyjnym obliczaniu powierzchni retikulum endoplazmatycznego komórki wątroby okazało się dopiero ustalenie jej wymiaru fraktalnego (wynoszącego 2,7), obliczono także wymiar fraktalny wewnętrznej błony mitochondrium na (2,54) (3)

W neuronauce temat fraktali jest bardzo obszerny ze względu na złożoność budowy jak i skomplikowaną funkcjonalność układu nerwowego, którego rozwijające się modele stale odkrywają nowe, nieznane dotąd cechy. Jednakże wychodząc od podstawowej jednostki organizacyjnej jaką jest neuron, okazuje się, iż już w 1990 roku obliczono wymiar fraktalny komórek nerwowych siatkówki oka badając wzór rozgałęzień drzewa dendrytycznego (16)

Następnie podobne obserwacje poczyniono z dendrytycznymi rozgałęzieniami komórek nerwowych wzgórza (17) oraz róznymi typami komórek rdzenia kręgowego (18). Komórki piramidalne przeanalizowano także pod względem ich multifraktalności (19), która opisuje systemy fraktalne nie tylko pod względem pojedynczego parametry (np. najczęstszego wymiaru fraktalnego) a całego spektrum parametrów i ukazuje połączenia wielu fraktali ze sobą, będąc jeszcze bardziej skomplikowaną strukturą niż pojedynczy fraktal. Jest to jedynie niewielki wycinek z ogromnej ilości prac jakie zostały przeprowadzone w tej tematyce. Obszerną pracą podsumowującą znacenie fraktali w badaniach nad układem nerwowym oraz w neuronaukach jest „Fractals in the Nervous System: Conceptual Implications for Theoretical Neuroscience” (20) Przedstawione są w niej szczegółowo nie tylko badania nad fraktalną morfologią układu nerwowego ale także, co ciekawsze, koncepcje jego fizjologicznych funkcji w ujęciu fraktalnym. Jednym z wielu przykładów jest chociażby fraktalna analiza sygnałów EEG oraz rozpatrywanie fraktalnych właściwości jako grających rolę w funkcjonalnej integracji różnych poziomów neuronalnej organizacji, odnosząc się także nawet do funkcji poznawczych i emocjonalych, co rozpatruje praca „From Molecules to Mindfulness- how vertically convergent fractal time fluctuations unify cognition and emotion” (21)

Powyższe przykłady stanowią jedynie fragment ukazujący związki fraktali z medycyną koncentrując się na prawidłowych warunkach anatomicznych. Sugeruje się, iż wiedza na temat fraktali przyczyni się do stowrzenia gruntu pod bardziej holistyczne spojrzenie na funkcjonowanie organizmów żywych i ich środowiska oraz rozwoju nowoczesnych metod diagnostyki.

Categories: Uncategorized

Fraktale i prawo zgodności

No Comments

Tak jak na górze, tak i na dole; tak jak na dole, tak i na górze”

Zapewne dla większości osób sentencja ta jest znana, lecz czy jest wiadomym jakie jest jej źródło? Mianowicie pochodzi ona ze starożytnych nauk hermetycznych. Pierwotnie została spisana na tzw. Tablicy Szmaragdowej, której tłumaczenie na język angielski dokonał sir Izaak Newton. Z kolei hermetyczny traktat Kybalion tak rozwija owe prawo:

To prawo obejmuje prawdę, iż istnieje zgodność pomiędzy prawami i zjawiskami na różnych płaszczyznach istnienia i życia. (…) Tak samo jak znajomość zasad geometrii pozwala człowiekowi na mierzenie odległych słońc i ich ruchów, nie ruszając się z obserwatorium, tak samo znajomość prawa zgodności pozwala człowiekowi inteligentnie wnioskować- od tego co znane, do tego co nieznane.”

Najłatwiej zgodność tą można porównać do matrioszki- mniejsza figura umieszczona w tak samo wyglądającej ale większej. Zasada ta ma jednakże zastosowanie do fizycznych obiektów występujących w przyrodzie oraz zjawisk zachodzących na płaszczyznach umysłowych i społecznych. Można powiedzieć, iż jeśli występuje pewien problem czy konflikt, to będzie się on przejawiał zarówno na poziomie mikro jak i makro- tak lokalnym jak i globalnym.

Są to jednakże swobodne interpretacje tego prawa. Nasuwa się w tym miejscu pytanie czy jest tego naukowe potwierdzenie? Najbardziej odpowiednim zagadnieniem, które mogłoby bardziej szczegółowo tłumaczyć tę dość enigmatyczną sentencję jest pojęcie tzw. fraktali.

Zagadnienie fraktali jest o tyle istotne, o ile okazuje się iż ma niemały związek z… medycyną.

Czym jest fraktal?

Fraktale to obiekty samopodobne, jak właśnie matrioszki. Są to wzory, które w powiększeniu jak i pomniejszeniu wyglądają tak samo i zachowują ten sam poziom szczegółowości.

Fraktale powstały z potrzeby opisu obiektów naturalnych oraz opisu nieznanych wówczas fenomenów matematycznych, gdyż świadomość istnienia w matematyce obiektów takich jak fraktale jest znacznie dłuższa niż data 1975r., w którym to Benoit Mandelbrot dokonał pierwszego spójnego ich opisu i nadał im nazwę fraktali (od słowa fractus- cząstkowy, złamany). Wcześniej matematycy raczej unikali tematu i nie posiadali metodologii opisu nietypowego wyglądu fraktali.

Zatem fraktale istnieją samoistnie w rzeczywistości matematycznej oraz istnieją naturalnie w przyrodzie. Obiekty naturalne, takie jak drzewo, szczyty górskie, sieć rzeczna, linia brzegowa i wiele innych są fraktalami.

Rozwój tematu fraktali można podzielić na dwa wątki: jeden- rozwój teorii fraktali w czystej matematycznej rzeczywistości oraz drugi- stopniowe odkrywanie, iż także obiekty naturalne są fraktalami lub mają fraktalne właściwości. Oba zagadnienia po raz pierwszy połączył wspomniany wcześniej B. Mandelbrot w swoim najważniejszym dziele The Fractal Geometry of NatureFraktalna Geometria Przyrody.

Clouds are not spheres, mountains are not cones, coastlines are not circles, and bark is not smooth, nor does lightning travel in a straight line.

Benoit Mandelbrot

Zwykliśmy postrzegać kształty poprzez pryzmat brył, wyidealizowanych obiektów takich ja np. kula, stożek, sześcian itp. Ich powierzchnie są gładkie a brzegi równe. W pewnym stopniu i w przybliżeniu są przydatne do opisu obiektów naturalnych, lecz zdecydowanie niewystarczająco. Obiekty naturalne wykazują duży stopień nieregularności, poszarpania i złożoności. Fraktale okazały się być obecnie najbardziej adekwatnym narzędziem służącym do opisu tych struktur.

Fraktale istniejące samoistnie w matematycznej rzeczywistości oznaczają obiekty o nieskończenie złożonej budowie, których brzegi są poszarpane i rozbudowane. Już sama nieskończenie złożona budowa odróżnia je od klasycznych obiektów geometrycznych i oznacza, iż przyglądając się dowolnej części fraktala, w dowolnie małej czy dużej części, zaobserwujemy obiekt o takiej samej nieskończonej złożoności szczegółów. Fraktala nie można rozłożyć na proste, pozbawione szczegółowości części. Można powiedzieć, że fraktale nie mają najniższego poziomu złożoności, na każdym poziomie wykazują tak samo skomplikowaną budowę, nie tracąc jej nawet w wielokrotnym pomniejszeniu czy powiększeniu. Cecha ta jest związana z najbardziej charakterystycznym zjawiskiem jakie wykazują fraktale jaką jest samopodobieństwo. Fraktale to obiekty samopodobne. Oznacza to, że każda część fraktala ma budowę taką samą lub przypominającą całość. I znowu powiększając/pomniejszając w nieskończoność fraktalny obiekt nie tylko uzyskujemy obraz o takiej samej złożoności, ale także podobny jak w punkcie wyjściowym. Samopodobieństwo fraktali jest także blisko powiązane z cechą niezależności od skali (tzw. scale invariance/scale-free), która oznacza, iż obiekty albo ich zachowanie nie zmienia się wraz ze zmianą skal różnych zmiennych. Oprócz samopodobieństwa, najbardziej istotnymi cechami fraktala jest wymiar fraktalny (omówienie-wymiar fraktalny) oraz procedura iteracyjna, która w skrócie oznacza wielokrotne powtarzanie tej samej operacji matematycznej przy czym wynik równania staje się substratem dla następnej.

Spójrzmy w tym momencie na animację ukazującą fraktal, mając przy tym w świadomości, że za obrazem tym stoi prosta formuła matematyczna: z=z2+ c poddana procesowi iteracji. Jest to także właśnie istotą fraktali- proste wzory dające nieskończenie złożone rezultaty i samopodobieństwo (lub przybliżone samopodobieństwo) Poniżej znajdą się inne przykłady matematycznych fraktali i grafiki fraktalnej.

Obiekty występujące naturalnie w przyrodzie także są fraktalami. Przejawia się to w budowie chociażby wspomnianego wcześniej drzewa, na tym przykładzie bardzo łatwo zauważyć samopodobieństwo w sposobie rozchodzenia się gałęzi. Podziały na coraz to mniejsze gałęzie przebiegają tak samo jak główne rozgałęzienia. Oczywiście jest to jeden z najprostszych przykładów o niewielkiej złożoności. Bardziej złożoną fraktalną budowę można zaobserwować na jednym z najbardziej popularnych przykładów jakim jest kalafior romaseco. Widzimy w nim zarówno samopodobieństwo jak i zachowanie tego samego stopnia złożoności w coraz to mniejszych gałązkach. Stale powiększa się lista obiektów, które okazują się być fraktalami. Co istotne, fraktalne właściwości nie dotyczą tylko wyglądu struktur ale także procesów zachodzących w czasie.

Dotychczasowe obserwacje dostarczają dowodów na fraktalność naturalnych zjawisk i obiektów takich jak np. (za Wikipedia) sieci rzeczne, pasma górskie, kratery, błyskawice, linie brzegowe, rogi kozicy, drzewa, algi, optyka geometryczna, wzory ubarwień zwierząt, ananas, rytm serca, trzęsienia ziemi, płatki śniegu, synchronizacja pracy mózgu, kryształy, naczynia krwionośne, fale oceanu, DNA, pory gleby, pierścienie Saturna, białka, powierznia turbulentnego przepływu, aktynowy cytoszkielet komórki

Krzywa Kocha

Wnikając głębiej w temat fraktali należy dodać, iż temat ten jest ściśle związany z zagadnieniem teorii chaosu. Chaos w tym przypadku nie oznacza czegoś całkowicie nieprzewidywalnego i nieokiełznanego. W teorii chaosu w pojęciu matematycznym oznacza on pewne szczególne zachowanie układu. Polega ono na dużej wrażliwości na warunki początkowe, czego konsekwencją jest bardzo duża zmiana zachowania układu w odpowiedzi na wprowadzenie do niego niewielkich zmian. Dotyczy to układów należących do domeny dynamiki nieliniowej. Znane jest to popularnie jako efekt motyla. Oznacza on w przenośni, iż nawet trzepot skrzydeł motyla może wywołać tornado na drugiej stronie globu. I właśnie zjawisko chaosu ma swoje odzwierciedlenie w postaci fraktali, które są obrazami chaosu. Ian Steward w książce Liczby natury w przystępny sposób tłumaczy zagadnienie chaosu. Pochodzący z książki cytat zgrabnie łączy chaos z fraktalami: „Chaos to dynamiczny proces będący przyczyną fraktali.”

Omawiając fraktale występujące w przyrodzie należy zwrócić uwagę na cechę, którą odróżnia je od fraktali generowanych matematycznie. Przyjmuje się, iż naturalne fraktale mają kres swojej złożoności wyznaczony przez ziarnistość materii, budowę składającą się z atomów i cząsteczek. Nie można więc powiększać ich w nieskończoność uzyskując ten sam stopień złożoności i odnajdując samopodobieństwo. Jednak w tym miejscu można by zostawić mimo to tę kwestię dyskusyjną lub otwartą. Wiadomo, iż na przestrzeni czasu odkrywano coraz to nowsze cząsteczki subatomowe (kwarki, leptony, bozony) i mimo ustalonego obecnie obowiązującego modelu standardowego, możliwe że z czasem zostanie on jeszcze bardziej rozbudowany. Przestrzeń atomu jest jedynie w ułamku procenta wypełniona materią, co zatem z samą przestrzenią i jaka jest jej natura? Całkowita próżnia jest stanem tylko teoretycznym, której i tak daleko od nicości. I czy jest to na pewno ostateczny poziom organizacji rzeczywistości? Niestety na te odpowiedzi trzeba będzie zapewne jeszcze przez pewien czas poczekać. Nie mniej jednak z zasobów tego, co już zdążyło się ustalić w temacie fraktali wiele znalazło konkretne zastosowania w szerokim spektrum dziedzin (Wikipedia).

Przeogromny wpływ fraktali odnajdujemy w grafice. Za pomocą odpowiednich programów generujących wyniki fraktalnych algorytmów, możliwe jest tworzenie niezwykle intrygujących animacji, jakich przykłady znajdują się poniżej a także najbardziej realistycznych odwzorowań rzeczywistości. Rola fraktali w sztuce jest także obiektem badań naukowych, gdyż nie tylko dostarcza wrażeń estetycznych ale wydaje się, że ma dobroczynny wpływ na stan psychiczny redukując poziom stresu (Neurophysiological Response to Fractals)

Fraktale stopniowo przechodzą do szerokiej świadomości stanowiąc przede wszystkim ogromny wkład w rozumienie natury rzeczywistości oraz naszej własnej, ludzkiej natury będącej nierozerwalnie jej częścią.

Categories: Uncategorized

Dualizm rzeczywistości

No Comments

Czy w nieustannej zmienności świata istnieją podstawowe, niezmienne zasady wyznaczające ramy funkcjonowania naszej rzeczywistości? Niewątpliwie prawa przyrody i fizyki w swojej istocie są niezmienne. W toku rozwoju nauki zdołaliśmy opisać wiele praw, jednakże nasze ich zrozumienie i naukowy kształt wielu z nich ulega ewolucji, są to zawsze przybliżenia procesów znajdujących się gdzieś głęboko w mechanizmie rzeczywistości, którą jesteśmy w stanie opisać na tyle na ile pozwala nam stan rozwoju technologicznego, narzędzi badawczych oraz naszych zdolności poznawczych.

Jednakże istnieje pewna wiedza, która mimo upływu lat nie traci na aktualności. Co więcej zdaje się, iż obecnie staje się coraz bardziej zrozumiała i możliwa do przedstawienia w nowoczesny sposób.

Na przestrzeni dziejów, w różnych kulturach i epokach czasowych opisywano pewne fundamentalne, uniwersalne prawa manifestujące się w rzeczywistości a które zostały uchwycone wyłącznie poprzez wnikliwą obserwację. Wiedza ta może być dostrzeżona także współcześnie, bez odwoływania się do przeszłości. Myślę jednak, iż warto sięgać do zapomnianych lub mało znanych tekstów. Ważnym jest aby nowa wiedza przejrzała się czasem w starej, pozwala to zrozumieć dynamikę rozwoju myśli ludzkiej oraz dostrzec w jaki sposób różne, odległe od siebie kultury niezależnie od siebie rozpoznawały pewne fundamentalne prawa dotyczące rzeczywistości i wyrażały je poprzez język własnej tradycji. W niniejszym tekście chciałabym przedstawić jedno z tych praw, mianowicie prawo biegunowości- dualizmu, w następnych częściach sięgając po kolejne.

Koncepcja dualizmu obecna jest w tradycyjnej filozofii sięgającej starożytnej Grecji (Platon, Arystoteles), grecko-egipskim hermetyzmie oraz pochodzącej z taoizmu koncepcji Yin Yang. W wypowiedzi Giordano Bruno, włoskiego filozofa hermetycznego z okresu renesansu, brzmiącej:


Kto chce poznać największe tajemnice natury niechaj obserwuje i rozpatruje minima i maksima, przeciwieństwa i przeciwstawności.”

możemy dopatrywać się nawoływania właśnie do zgłębiania koncepcji dualizmu.

Dualizm jest poglądem który rozpatruje wszystkie przejawione w świecie rzeczy i zjawiska w kategorii dwóch przeciwstawnych do siebie pierwiastków lub sił; mówi iż wszystko w swojej naturze jest podwójne.

Hermetyczny traktat Kybalion tak opisuje Prawo Biegunowości (Dualizmu):


Wszystko jest podwójne, wszystko ma swoje bieguny, wszystko ma swoją parę przeciwieństw; podobne i niepodobne są tym samym, przeciwności są identyczne w swej naturze, lecz różne w stopniu; skrajności się spotykają; wszystkie prawdy są jedynie półprawdami, wszystkie paradoksy można pogodzić.”

Ciepło i zimno są przeciwnościami, jednakże różnią się jedynie stopniem swojego przejawienia; są tym samym kontinuum i jest rzeczą względną jaką temperaturę uznamy za ciepłą lub zimną, jednakże dzięki biegunowości oraz dzięki temu iż te wartości rozkładają się na tej samej ciągłej (czyli są identyczne w swej naturze- są energią cieplną) możemy takiego rozróżnienia w ogóle dokonać. Jest to najprostszy przykład który możemy odnieść do wielu innych, np. wysokie/niskie, jasne/ciemne a także- radość/smutek, miłość/nienawiść oraz wszelkich innych stanów.

Prawo dualizmu wraz z pozostałymi hermetycznymi prawami obecne są także w naukach dalekiego wschodu i wyrażone w formie symbolu Taijitu zawierającego Yin i Yang.

Taijitu- symbol Yin Yang

Przedstawia on dwie przeciwstawne, uzupełniające się siły które odzwierciedlają sposób manifestacji wszystkich rzeczy i zjawisk w naszej rzeczywistości. Koncepcje Yin i Yang mogą wydawać się w pierwszym momencie dość enigmatyczne i abstrakcyjne, jednak gdy przyjrzymy się ich źródłosłowu staną się bardziej przejrzyste. Yang oznacza południowe, nasłonecznione, jasne zbocze wzgórza, Yin natomiast północne, zacienione, zbocze wzgórza, stąd Yang oznacza pierwiastek aktywny a Yin pasywny i szereg dalszych przyporządkowań zjawisk według tej osi. W celu łatwiejszego zrozumienia nazwijmy Yang- Zasadą Aktywną a Yin- Zasadą Pasywną. Dualizm i symbol okręgu zawierający w sobie stronę białą (Zasada aktywna Yang) i czarną (Zasada Pasywna Yin) stanowi uniwersalny klucz dzięki któremu możemy scharakteryzować i uporządkować dosłownie każde zjawisko. Nie należy doszukiwać się w owym symbolu żadnego zabarwienia religijnego, czegoś w co trzeba wierzyć ani też teorii która wymaga naukowego wyjaśnienia. Należy postrzegać go jako narzędzie, dzięki któremu nasze zrozumienie rzeczywistości będzie pełniejsze. Polega nie tylko na kategoryzowaniu zjawisk na przedstawione dwa aspekty ale także na ich wzajemnym oddziaływaniu i dynamice. Zanim jednak przejdziemy do opisu owej dynamiki, przyjrzyjmy się dokładniej w jaki sposób znane nam zjawiska można uporządkować według uniwersalnego klucza jakim jest symbol Yin Yang.

Klasyczne przykłady znajdują się w tabeli poniżej:

ZASADA AKTYWNA
YANG
ZASADA PASYWNA
YIN
Męski
Dzień
Światło
Niebo
Ogień
Gorąco
Lato
Góra
Energia
Zewnętrzny
Dawanie
Nadmiar
Espansja
Eksplozja

Żeński
Noc
Ciemność
Ziemia
Woda
Zimno
Zima
Dół
Materia
Wewnętrzny
Przyjmowanie
Niedobór
Kontrakcja
Implozja

Jednakże klucz ten pasuje także do rzeczy i zjawisk opisanych czy odkrytych w czasach bardziej nam współczesnych i dotyczących różnych dziedzin życia społecznego czy nauki.

ZASADA AKTYWNA
YANG
ZASADA PASYWNA
YIN
Patriarchat
Ekstrawertyzm
Świadomość
Rozum
Analiza
Indywidualizm
Rywalizacja
Redukcjonizm
Szczegół

Matriarchat
Introwertyzm
Podświadomość
Emocje
Intuicja
Wspólnota
Współpraca
Intergracja, Holizm
Symbol

ZASADA AKTYWNA
YANG
ZASADA PASYWNA
YIN
Układ współczulny
Lewa półkula
Katabolizm
Stan zapalny i
czynniki prozapalne
Czynniki prozakrzepowe
Kwasowość
Jony dodatnie
Wolne Rodniki
Na, Ca
Układ przywspółczulny
Prawa półkula
Anabolizm
Czynniki przeciwzapalne

Czynniki przeciwkrzepliwe
Zasadowość
Jony Ujemne
Antyoksydanty
K, Mg

Jest to podstawowy schemat podziału jednakże jest to podział relatywny gdyż nic nie jest absolutnie Yin lub Yang a podziału można dokonać jedynie we wzajemnej relacji. Tu również najłatwiej wytłumaczyć to na przykładzie ciepła. Mróz jest Yin w odniesieniu to temperatury pokojowej, która będzie w tym przypadku Yang lecz temperatura pokojowa będzie Yin w odniesieniu do upału który będzie wówczas Yang. Także ruch może być szybszy jedynie w odniesieniu do wolniejszego, nie ma jednej granicy która by oddzielała szybki ruch od wolnego.

Jak wcześniej zostało wspomniane, symbol Yin Yang to nie tylko schemat podziału ale także określone prawa rządzące zachowaniem tych dwóch aspektów. Kiedy jedna strona osiąga swoje maximum, zmienia się w swoje przeciwieństwo. Ma ku temu możliwość, gdyż każdy aspekt ma w sobie zalążek swojego przeciwieństwa- biała kropka w czarnym polu i czarna kropka w białym polu. Są to zasady niesamowicie proste i oczywiste jeżeli posłużymy się łatwymi przykładami z życia codziennego. Np. szybki bieg- ruch (zasada aktywna Yang) z czasem powoduje konieczność odpoczynku- przebywania w bezruchu (zasada pasywna Yin); także substancje silnie pobudzające jak np. kofeina, kokaina po mocnym pobudzeniu prowadzą do wyczerpania. Gdy idziemy noga, którą wysuwamy do przodu jest aktywna (Yang) podczas gdy noga która pozostaje w tyle a na której się opieramy jest pasywna (Yin) aby po chwili role się odwróciły. Noc zamienia się w dzień a dzień zamienia się w noc. Wahadło po maksymalnym wychyleniu w jedną stronę odwraca kierunek i zmierza w przeciwnym kierunku. W starszym wieku ciało słabnie lecz pojawia się mądrość (o ile zachowane jest zdrowie)- cielesne przywiązanie do Ziemi (zasada pasywna Yin (Yin to ziemia, ciało, materia)) które jest silne w okresie dorastania i dorosłości z czasem słabnie i człowiek większą uwagę zwraca „ku Niebiosom” (zasada aktywna Yang (Yang to niebo, duch, energia)). Woda kiedy jest ogrzewana paruje i wznosi się ku górze (proces aktywny Yang, kierunek energii ku górze) aby w wysokich warstwach atmosfery ulec schłodzeniu i opaść na dół (proces Yin, kierunek energii ku dołowi)

Dotyczy to także wymagających dłuższego czasu przemian społecznych. W literaturze obserwujemy naprzemienne zainteresowanie między myśleniem racjonalnym (zasada aktywna Yang), które kiedy osiąga swoje apogeum zmienia kierunek bardziej ku wierze i mistycyzmowi (zasada pasywna Yin). Po długo trwającym i osiągającym swe skrajności patriarchacie nastąpił czas, w którym zaczęto mówić i walczyć o prawa kobiet i przesuwać się w kierunku matriarchatu (coraz więcej kierowniczych i politycznych stanowisk zajmują kobiety. Warto tutaj wyjaśnić, iż jakości jakie reprezentuje biegun żeński Yin nie są przypisane wyłącznie do kobiet w rozumieniu płci. Wartości te mogą także być wyrażane przez mężczyzn. Bycie kobietą także nie jest gwarantem wyrażania wartości Yin, często bowiem zwłaszcza w obecnych czasach kobiety przejmują męskie cechy i zachowania. Jednakże mają naturalną większą łatwość w ich przejawieniu.)

Dwa aspekty rzeczywistości Yin i Yang wyrażone słowami Lao Tse:

Kiedy ludzie dowiadują się, że piękne jest pięknym, pojawia się i wstrętne. Kiedy dowiadują się, że dobro jest dobrem, pojawia się i zło.
Dlatego byt i niebyt rodzą siebie nawzajem, trudne i łatwe rodzą siebie nawzajem, długie i krótkie wzajemnie się oblekają w kształt, wysokie i niskie wzajemnie się przyciągają, dźwięki łącząc się zestrajają w harmonię, poprzedzające i następujące dokonuje się jedno za drugim.”

Lao Tse, Tao Te Ching- Księga Drogi i Cnoty

Nasza zachodnia cywilizacja jest zdecydowanie skrajnie Yang. Szybkie tempo życia, duży poziom stresu, nastawienie na doświadczanie zewnętrznych bodźców oraz bezwzględna rywalizacja i agresja są tego przejawami. W sposobie odżywiania manifestuje się to poprzez spożywanie dużej ilości silnie skondensowanych energetycznie produktów- oczyszczony i wyizolowany tłuszcz i cukier jako fast food, symbol amerykańskiego postępu. Duże ilości produktów odzwierzęcych, przede wszystkim mięsa także wpisują się w ten schemat.

Trudność w zrozumieniu natury dualizmu wynika z braku myślenia symbolicznego, które to myślenie jest de facto domeną zasady pasywnej Yin. Symbol umożliwia pod jednym pojęciem zawrzeć rozległy pakiet znaczeń, jest używany w myśleniu abstrakcyjnym- „prawopółkulowym”. W kulturze zachodniej myślenie symboliczne zostało dość mocno wyeliminowane, pozostaje co prawda aktywne w świecie artystycznym lecz w naukach przyrodniczych oraz w powszechnej świadomości jest raczej na marginesie zainteresowań.

Koniecznym jest mieć na uwadze to, iż dokonując rozróżnienia na zasadę aktywną i pasywną nie należy wartościować jednego czy drugiego bieguna. Zwykliśmy postrzegać jasną, aktywną stronę jako tą dobrą i pożądaną, ciemną natomiast jako złą. Takie postrzeganie w kontekście ich dynamiki i wzajemnych relacji nie ma najmniejszego sensu. Łatwo to dostrzec w kontekście fizjologii- czy jest sens uznawać układ współczulny za lepszy bądź odwrotnie, czy lepsza jest aktywność czy sen? Jak w wahadle są to dwa bieguny tego samego ruchu i określenia dobra czy zła są w tym przypadku całkowicie nieadekwatne. Obie te siły będąc swoim przeciwieństwem stanowią jednocześnie swoje dopełnienie, tworząc razem całość. Wyraża to także sentencja pochodząca z hermetycznej definicji prawa biegunowości: „(…) wszystkie paradoksy można pogodzić”

Niepożądany natomiast jest stan, w którym jeden biegun jest niezrównoważony i przez to ujawnia się w swojej destrukcyjnej postaci. Inaczej mówiąc, każdy biegun ujawnia swoją pozytywną rolę, o ile jest w stanie dynamicznej równowagi z biegunem przeciwnym. Fakt, iż ostatnie tysiąclecia zdominowane były przez kulturę patriarchatu doprowadzając często swoim działaniem do ucisku i przemocy nie świadczy o tym, iż matriarchat byłby lepszy. Byłby (lub być może kiedyś był) też „zły” tyle że w inny sposób.

Stąd jasnym staje się istota równowagi, dążenia do harmonii, idea „złotego środka”. Dopiero w tym stanie możliwe jest nie tylko osiągnięcie zdrowia w odniesieniu do jednostki ale także doprowadzenie do harmonijnego rozwoju społeczności. Ze stanu równowagi wyłania się pełny potencjał, centralna oś która która łączy nas zarówno z „Ziemią” jak i „Niebem”, tym co materiale oraz z tym co duchowe oraz prowadzi ku nieskończonemu rozwojowi w zgodzie z Drogą.

Prawo yin i yang stanowi naturalny porządek wszechświata, jest podstawą wszechrzeczy, matką wszelkich zmian, korzeniem życia i śmierci. Przyczyna dysharmonii, którą trzeba uchwycić w leczeniu, także podlega prawu yin i yang.

Kanon medycyny wewnętrznej Huang Di- Żółty Cesarz

Categories: Uncategorized

Tags: ,

Medytacja w badaniach naukowych

No Comments

Obecnie coraz częściej wzbudza zainteresowanie zależność między umysłem a ciałem, przechodząc od rozważań jedynie w strefie filozoficznej do budynków laboratoriów. Poniższy tekst traktuje jak w ogólnym zarysie kształtowała się wiedza w tym temacie wraz z przeglądem najnowszych publikacji dotyczących zależności między ciałem a umysłem w kontekście różnych metod medytacji.

Połączenie ciała i umysłu polega na zjawisku, w którym procesy zachodzące w umyśle mają wpływ na stan fizyczny, somatyczny ciała (soma-ciało) ale także odwrotną sytuację rozumianą jako wpływ ciała na umysł. Zatem istotne jest wzajemne i zwrotne oddziaływanie między umysłem a ciałem. Sięgając czasów starożytnych, praktycznie każdy system medyczny zakładał niepodzielność ciała i umysłu. Silny rozdział nastąpił w XVII, w dużej mierze za sprawą Kartezjusza, kiedy to zaczęto postrzegać ciało jako maszynę działającą samodzielnie w oderwaniu od umysłu bądź wyższych aspektów świadomości. Traktowanie ciała jako maszyny poniosło za sobą także konsekwencje osobnego, rozdzielnego traktowania poszczególnych układów, minimalizując wzajemne zależności w jak największym możliwym stopniu.

Obecnie ogólna zasada wzajemnej zależności między ciałem a umysłem jest dość mocno ugruntowana. Źródła ponownego ich połączenia sięgają zróżnicowanych nurtów. Jednak poniżej zostanie zaprezentowany jeden z nich, który ze względu na swój charakter, zaczął dostarczać techniki przynoszące wymierne korzyści.

W latach 1970-tych kardiolog Herbert Benson pracujący w Harvard Medical School rozpoczął badania naukowe nad medytacją. Był sceptykiem, nie wierzył w to, iż medytacja może mieć jakikolwiek efekt fizjologiczny, w tym nawet wpływ na obniżenie ciśnienia krwi. Do przeprowadzenia badań zachęcili go zwolennicy medytacji pobierający nauki od Maharishiego Mahesh Yogi, tego samego u którego Beatlesi rozpoczęli poszukiwania sensu życia…

Herbert Benson zgodził się na przeprowadzenie badań licząc na to, iż dzięki temu udowodni mylność sugerowanych założeń. Jednakże sumiennie wykonane doświadczenia skonfrontowały go przed koniecznością zmiany przekonań. W pierwszym badaniu przeprowadzonym na grupie młodych i zdrowych osób wykazano wpływ medytacji na obniżenie tempa oddechu, zużycie tlenu i kwasowości krwi. Choć obecnie wydaje się to dość oczywiste, na tamte czasy były to pierwsze przełomowe odkrycia w tym temacie. Natomiast w drugim badaniu, przeprowadzonym tym razem na starszych osobach z podwyższonym ciśnieniem tętniczym krwi wykazano iż medytacja obniża jego wartość w porównywalnym stopniu co leki przeciwnadciśnieniowe. Odkrycia te sprawiły, iż H. Benson z zagorzałego przeciwnika stał się osobą, która wniosła ogromny wkład w rozszerzanie wiedzy i popularności w temacie medytacji i jej korzyści1. Szereg dalszych badań i obserwacji zaowocowało powstaniem bestsellerowej książki “The Relaxation Response”- “Reakcja Relaksacyjna”, która stanowiła krok milowy na drodze poznania relacji umysłu i ciała. Termin reakcja relaksacyjna używana w książce przez H. Bensona zastąpiła określenie medytacji transcendentalnej, której pierwotnie nauczał M.M. Yogi a także ogólnego pojęcia medytacji, którą należy rozumieć szerzej. Istnieją różne rodzaje medytacji i technik, które wywołują opisywany szczególny stan reakcji relaksacyjnej, nie jest no tylko przypisany medytacji transcendentalnej i jej sposobowi jego osiągnięcia. Od niej natomiast rozpoczęły się pierwsze badania. Z drugiej strony należy mieć na uwadze fakt, iż relaksacja popularnie rozumiana nie jest tożsama z medytacją, istnieją w tym zakresie różnego rodzaju różnice, zarówno w przebiegu praktyki jak i mierzalnych efektach psychofizjologicznych. Kontynuacją badań zapoczątkowanych przez dr Herberta Bensona zajmuje się obecnie instytut jego imienia działający w Massachusetts General Hospital będącym szpitalem uniwersyteckim Uniwersytetu Medycznego Harvarda.

Jedną z najbardziej rozpowszechnionych oraz często wykorzystywanych w badaniach form metytacji jest Mindfulness. Mindfulness można opisać jako proces prowadzący do utrzymywania szczególnego rodzaju uwagi, tłumaczonego jako uważność. Zgodnie z modelem zaproponowanym przez SR. Bishop et al. 2006, Mindfulness opisuje się poprzez wyszczególnienie dwóch kluczowych składników. Pierwszy to samoregulacja uwagi, skoncentrowanej na bezpośrednim doświadczeniu bieżącej chwili poprzez zwiększone rozpoznanie wydarzeń zachodzących w umyśle. Drugi składnik dotyczy zaangażowania specjalnego nastawienia w stosunku do odczuwanych w bieżącej chwili doświadczeń, charakteryzującego się ciekawością, otwartością i akceptacją. O ile znaczenie medytacji, w tym Minfulness, w redukcji poziomu stresu oraz szeregu powiązanych korzyści takich jak zmniejszenie lęku, depresji, nadużywania substancji, zaburzeń odżywiania, przewlekłego bólu, poprawy samopoczucia i jakości życia jest już dość powszechnie znane, o tyle mechanizmy neurobiologiczne stojące za tym oraz głębsze ich znaczenie dopiero co zaczyna przebijać się do świadomości. Jedną z najważniejszych i przełomowych prac w tym zakresie jest publikacja dr Sary Lazar udowadniająca, iż już 8 tygodniowa praktyka Mindfulness prowadzi do regionalnego zwiększenia gęstości istoty szarej mózgu. Obszary ulegające zmianie to tylna kora obręczy (posterior cingulate cortex) której przypisuje się rolę m.in. w procesach poznawczych skierowanych wewnętrznie oraz w ocenie znaczenia bodźców; połączenie skroniowo-ciemieniowe (temporo-parietal junction), kluczowe dla świadomego doświadczania własnej jaźni, przestrzennej jedności jaźni i ciała, jest także zaangażowane we wnioskowanie o stanach innych ludzi takich jak pożądania, intencje i plany, wykazuje ono większą aktywność podczas odczuwania współczucia u osób medytujących. Następne struktury ulegające powiększeniu to lewy hipokamp, boczna część móżdżku i robak móżdżku oraz pień mózgu. Hipokamp od dawna znany jest ze swojej istotnej roli w procesach uczenia się i pamięci oraz orientacji przestrzennej a także okazuje się iż wpływa na integrację różnych obszarów kory mózgowej. Udowodniono, iż wskutek stresu objętość hipokampa ulega zmniejszeniu, jednakże zmiany te są odwracalne.

Powyższe badanie ukazuje jak duże i głębokie zmiany w stosunkowo krótkim czasie powoduje medytacja i pozwala uzmysłowić jak silnym jest narzędziem. Jednakże jej efekt biologiczny sięga także poza zmiany strukturalne w obrębie mózgu i obejmuje zmiany nawet na poziomie genetycznym.

W 2017r. ukazał się przegląd systematyczny obejmujący 18 badań naukowych, wyselekcjonowanych z 716 badań, łączących praktyki medytacyjne z ekspresją genów. Do interwencji typu umysł-ciało (Mind-Body Interventions MBI) zaliczono praktyki typu: mindfulness, yoga, Tai Chi, Qigong, relaxation response (reakcja releksacyjna), regulacja oddechu. Powyższy przegląd koncentrował się przede wszystkim na mechanizmie działania na poziomie molekularnym oraz modyfikacji ekspresji genów. Wnioski, jakie wysuwają się z tej analizy ukazują aktywacje szeregu różnych ścieżek sygnalizacyjnych dzięki MBI, jednakże najczęściej występującą i kluczową, wspólnie występującą molekułą okazał się być czynnik transktypcyjny NF-kappaB. Mechanizm działania MBI na poziomie molekularnym polega na zmniejszeniu poziomu NF-kB, co z kolei przekłada się na zmniejszenie ekspresji genów kodujących czynniki prozapalne, takie jak np. cytokiny. Z kolei wiadomym jest, iż długotrwale utrzymująca się odpowiedź zapalna indukowana poprzez wysoki poziom NF-kB bierze udział w patogenezie przewlekłych stanów zapalnych, które są wspólnym mianownikiem wielu chorób cywilizacyjnych. Efekty jakie wywołuje MBI są zatem działaniem przeciwstawnym do efektów jakie wywołuje chroniczny stres na poziomie ekspresji genów i sugeruje, iż praktyki MBI mogą zmniejszać ryzyko chorób związanych z przewlekłym stanem zapalnym. Ogólnie rzecz ujmując, przeciwzapalne oddziaływanie jest wspólną cechą różnorodnych elementów zdrowego stylu życia takich jak regularne ćwiczenia oraz diety obfitujące w źródła roślinne.

Zmiany jakie zachodzą pod wpływem MBI są także przedstawiane w kontekście oddziaływań epigenetycznych. Epigenetyka to stosunkowo nowa gałąź genetyki badająca zmiany genetyczne rozumiane nie standardowo, jako mutacje w sekwencji nukleotydów, a zmiany ekspresji genów zachodzące ponadgenowo pod wpływem różnych czynników. Dzieje się to poprzez specyficzne dla procesów epigenetycznych mechanizmy takie jak np. metylacja DNA i białek histonowych. Przy czym istnieją także pewne cechy, które odróżniają epigenetykę od innych mechanizmów kontroli ekspresji genów. Jest nią na przykład, ważna z pewnego punktu widzenia, zdolność do dziedziczenia tak powstałych zmian, czego odkrycie stanowiło bardzo duży przełom w dziedzinie epigenetyki.

Jedną z ujętych w przeglądzie prac, było badanie nastawione na wykrycie epigenetycznych zmian jakie pojawiają się w odpowiedzi na intensywną, 8 godzinną medytację oraz odkrycie jak szybko one zachodzą. Grupa doświadczonych w medytacji osób, które przeprowadziły intensywnie medytacje mindfulness została porównana do grupy nieobeznanej w medytacji, która w tym czasie zajmowała się innym, cichym lecz niemedytacyjnym wypoczynkiem. Porównanie grup przed badaniem nie wykazało różnicy w ekspresji genów objętych obserwacją a do których należały geny związane z rytmem dobowym, modulacją chromatyny i procesami zapalnymi. Odkryto, iż tylko w grupie po intensywnej medytacji zmniejszył się poziom ekspresji genów kodujących kluczowe enzymy biorące udział w epigenetycznej modyfikacji chromatyny, takich jak HDACs (histone deacetylases), które z kolei kontrolują szereg innych genów. Zmniejszenie poziomu enzymów HDACs skorelowane zostało dalej z istotnym wyciszeniem dwóch z sześciu badanych genów mających związek z reakcją zapalną, prozapalna kinazą RIPK2 oraz enzymem COX2, będącego celem popularnych leków przeciwbólowych i przeciwzapalnych. W grupie kontrolnej nie zaobserwowano powyższych efektów, przed ćwiczeniem natomiast nie zaobserwowano różnic w obu grupach. Co w przedstawionym badaniu było dodatkowo mocno zaskakujące, to pojawienie się natychmiastowych efektów na poziomie genetycznym tuż po zakończonej medytacji, co uważano za proces wymagający znacznie dłuższego czasu. Współautorem tego badania był Richard J. Davidson, uznany amerykański neuronaukowiec, autor wielu publikacji naukowych, założyciel m.in. Center for Healthy Minds oraz autor bestsellerowej książki Życie Emocjonalne Mózgu oraz najnowszej publikacji szeroko opisującą naukę leżącą u podstaw wieloaspektowego oddziaływania medytacji na umysł, mózg i ciało: Altered Traits: Science Reveals How Meditation Changes Your Mind, Brain, and Body

Zostało już wcześniej wspomniane, iż istnieją różne rodzaje medytacji. Jak zuważa dr William van Gordon, zainteresowanie naukowe nad medytacją przechodziło przez trzy fazy przez ostatnie 20-30 lat rozpoczynając od mindfulness, poprzez medytacje miłującej dobroci (loving kindness meditation) do obecnej koncentrującej się na mądrości, pustce i nie-przywiązywaniu się. Dr Gordon przeprowadził pierwsze na świecie badanie nad buddyjską medytacją pustki (emptiness meditation), w którym wykazał, iż uczestnicy doświadczyli dzięki niej 24-procentowej redukcji negatywnych emocji, zwiększenia odczuć współczucia oraz zmniejszenie przywiązania do siebie oraz do swoich zewnętrznych doświadczeń. W przypadku mindfulness powyższe korzyści były także obserwowane jednak w mniejszej skali.

Powyższe przykłady to jedynie niewielki fragment intensywnie rozwijającego się obszaru badań nad medytacją i zależnościami na osi umysł- ciało. Z całą pewnością jest to kierunek którego potrzeba rozwoju w obecnych czasach jest szczególnie potrzebna. Nie tylko jako wartość poznawczą ale przede wszystkim jako wartość wprowadzająca wewnętrzną równowagę, która nie tylko warunkuje dobre zdrowie i samopoczucie ale także przekłada się na wybory jakie dokonuje człowiek a których znaczenie ma wpływ zarówno na niego samego oraz na środowisko jakie wokół siebie tworzy.

1. Na podstawie książki Jeremy Howick, „Doktor Ty. O wewnętrznej sile organizmu i zdolności do samouzdrawiania”, wyd. 2018r.

Rola diety opartej na roślinach w leczeniu choroby wieńcowej

No Comments

Plant Based Diet (PBD)- Dieta Oparta na Roślinach jest stosunkowo nowym pojęciem. Oznacza sposób odżywiania polegający na komponowaniu posiłków z nieprzetworzonych produktów roślinnych takich jak pełne ziarna zbóż, strączki, warzywa, owoce, orzechy i nasiona oraz eliminacji bądź okazjonalnego spożywania produktów pochodzenia zwierzęcego, zarówno mięsa jak i nabiału. Jest węższym pojęciem niż weganizm/wegetarianizm gdyż nie skupia się wyłącznie na eliminacji produktów pochodzenia zwierzęcego a na wypełnieniu diety nieprzetworzonymi produktami roślinnymi, głównie warzywami. Została opracowana głównie pod kątem optymalnego wpływu na zdrowie człowieka przez co kwestia etyczna i ekologiczna hodowli zwierząt nie jest w niej umiejscowiona na pierwszym miejscu. Co ważne, nie zawsze dieta wegańska jest zdrowa. W przypadku gdy składa się z wysoce przetworzonych roślin lub nieprawidłowo zbilansowana może przyczynić się do pogorszenia stanu zdrowia bądź w najlepszym przypadku nie dawać pozytywnych efektów. Stąd zapewne zdarzające się duże rozbieżności wśród badań naukowych nad dietą wegańską choć i tak większość dotychczas przeprowadzonych przemawia zdecydowanie na jej korzyść. Jednakże aby wyeliminować owe rozbieżności wprowadzono pojęcie PBD- Plant Based Diet.

Dotychczas najbardziej rozpowszechniona w świadomości dietą mającą korzystny wpływ na zdrowie i zmniejszenie częstotliwości występowania choroby wieńcowej była dieta śródziemnomorska. W porównaniu z typowym zachodnim sposobem odżywiania jest to niewątpliwie dużo zdrowsze podejście. Jednakże w kontekście choroby wieńcowej dieta śródziemnomorska potrafi co najwyżej spowolnić progresję choroby.
Czy istnieje zatem sposób aby zatrzymać a nawet cofnąć zmiany miażdżycowe w naczyniach wieńcowych będące przyczyną choroby wieńcowej, która jest głównym przedstawicielem chorób sercowo-naczyniowych stanowiących nadal najczęstszą przyczynę zgonów na świecie? Coraz więcej dowodów wskazuje, iż właśnie dopiero PDB jest w stanie sprostać temu zadaniu.

Jednym z pierwszych badań nad wpływem stosowania PBD w regresji choroby wieńcowej, które dało jednocześnie silny impuls do prowadzenia dalszych prac w tym zakresie, było badanie zapoczątkowane w 1985r. W Cleveland Clinic przez Caldwell’a Esselstyn’a – A strategy to arrest and reverse coronary artery disease: a 5-year longitudinal study of a single physican’s practice, choć przeprowadzone na małej grupie 22 uczestników, dostarczyła zaskakujących rezultatów. Zgodnie z protokołem PBD postępowało ostatecznie 17 uczestników, wśród których u 11 doszło do klinicznie powstrzymanej progresji- żaden z nich nie doświadczył nowych uszkodzeń mięśnia sercowego, dodatkowo u 4 osób udało się uchwycić cofnięcie choroby wieńcowej, czego potwierdzeniem są umieszczone poniżej angiogramy:


źródło: Esselstyn CB Jr, Resolving the Coronary Artery Disease Epidemic Through Plant‐Based Nutrition, Prev Cardiol. 2001 Autumn;4(4):171-177. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1520-037X.2001.00538.x
źródło: Esselstyn CB Jr, Resolving the Coronary Artery Disease Epidemic Through Plant‐Based Nutrition, Prev Cardiol. 2001 Autumn;4(4):171-177. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1520-037X.2001.00538.x
źródło: Esselstyn CB Jr, Resolving the Coronary Artery Disease Epidemic Through Plant‐Based Nutrition, Prev Cardiol. 2001 Autumn;4(4):171-177. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1520-037X.2001.00538.x
źródło: Esselstyn CB Jr, Resolving the Coronary Artery Disease Epidemic Through Plant‐Based Nutrition, Prev Cardiol. 2001 Autumn;4(4):171-177. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1520-037X.2001.00538.x

Co znamienne, wykazano ścisłą zależność między brakiem przestrzegania PBD a nawrotem dolegliwości, gdyż po 10 latach 5 osób porzuciło ścisłe jej przestrzeganiem, wśród tych osób odnotowano łącznie 10 nowych incydentów sercowo-naczyniowych, natomiast u 6 osób kontynuujących PBD nie wystąpił żaden.

Przez następne lata program żywieniowy PBD był dalej rozwijany i udoskonalany. Najnowszym badaniem pochodzącym z ośrodka Cleveland przeprowadzonym już na dużo większej liczbie uczestników jest praca A way to reverse CAD?, przeprowadzona na grupie 198 osób z rozpoznaną chorobą sercowo-naczyniową. Były to osoby niepalące papierosów, u których rozpoznana była także cukrzyca oraz nadciśnienie tętnicze. Podstawą diety były pełne ziarna zbóż, rośliny strączkowe, soczewica, inne warzywa i owoce oraz suplementacja wit. B12 oraz posiłek zawierający siemię lniane jako dodatkowe źródło kwasów tłuszczowych omega-3 i omega-6. Niedopuszczalne były natomiast wszelkiego rodzaje tłuszcze dodane i przetworzona żywność zawierająca olej, ryby, mięso, drób, nabiał, awokado, orzechy i nadmiar soli. Pacjenci zostali poproszeni również o unikanie cukru i słodkich produktów, ćwiczenia były natomiast rekomendowane lecz nie wymagane do uczestnictwa w programie.

3,7 letnia obserwacja grupy przestrzegającej zasad PBD (w tabeli poniżej opisane jako Adherent patients) i niestosującej się do nich (nonadherent patients) ukazała jaskrawe różnice pomiędzy nimi na zdecydowaną korzyść tej pierwszej. Wśród 177 osób stosujących PBD u 144 (81%) doszło do poprawy stanu zdrowia- u 105 nastąpiła redukcja objawów a u 39 osób odwrócenie procesu chorobowego. U pacjentów nieprzestrzegających zasad PBD (21 osób) odnotowano w większości pogorszenie stanu zdrowia (62%) bądź utrzymanie stanu stabilnego (38%), szczegóły w tabeli poniżej

źródło: Esselstyn CB Jr, Gendy G, Doyle J, Golubic M, Roizen MF., A way to reverse CAD?
J Fam Pract. 2014 Jul;63(7):356-364b. https://dresselstyn.com/JFP_06307_Article1.pdf

Zdjęcie ukazujące zwiększenie perfuzji mięśnia sercowego już po 3 tygodniach stosowania PBD
źródło: Esselstyn CB Jr, Gendy G, Doyle J, Golubic M, Roizen MF., A way to reverse CAD?
J Fam Pract. 2014 Jul;63(7):356-364b. https://dresselstyn.com/JFP_06307_Article1.pdf

Jako że Klinika w Cleveland przoduje w badanich nad zastosowaniem diety roślinnej w leczeniu chorób serca, opracowano w niej pod nadzorem dra Caldewella Esselstyna specjalny program prewencji i odwracania chorób sercowo-naczyniowych, w którym pacjenci uzyskują odpowiednią edukację i wsparcie w zmianie stylu odżywiania i stylu życia.

Dr Caldwell Esselstyn i program zdrowotny w Klinice Cleveland
https://my.clevelandclinic.org/departments/wellness/integrative/disease-reversal
Książka dra Caldwella Esselstyna, którą otrzymują pacjenci objęci programem.

Drugim lekarzem wśród czołówki naukowców zajmujących się dietą roślinną jest dr Dean Ornish. Jednym z najbardziej obrazowych badań przeprowadzonych przez dr Ornisha jest Changes in Myocardial Perfussion Abnormalities by Positron Emission Tomography After Long-Term, Intense Risk Modyfikation. Na intensywną modyfikację czynników ryzyka składały się: bardzo-nisko tłuszczowa wegetariańska dieta, łagodne do umiarkowanych ćwiczenia fizyczne, techniki radzenia sobie ze stresem oraz grupa wsparcia. Badania trwające pięć lat udowodniły spektakularną poprawę przepływu krwi przez miokardium, i co za tym idzie lepsze zaopatrzenie serca w niezbędne składniki odżywcze. Zaobserwowano także, iż do znacznej poprawy perfuzji mięśnia sercowego dochodziło już przy umiarkowanej regresji zwężenia tętnic wieńcowych.

Grupa kontrolna. Góra: przed badaniem. Dół: po 5 latach powszechnej opieki lekarskiej
źródło: https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/389631
Grupa eksperymentalna. Góra: przed badaniem. Dół: po 5 latach intensywnej modyfikacji ryzyka źródło: https://jamanetwork.com/journals/jama/article-abstract/389631

Dr Dean Ornish jest autorem wielu prac naukowych udowadniających korzyści płynące z diety roślinnej, nie tylko w zakresie chorób serca ale także chorób neurodegeneracyjnych, nowotworowych oraz ukazujących jej efekty genetyczne, dostępne na stronie: Preventive Medicine Research Institute

Tak jak w przypadku dr Esselstyna, także dr Dean Ornish opracował kompletny program mający na celu cofnięcie choroby wieńcowej. Stworzony program stał się nową kategorią finansowaną od 2010r. przez amerykański system ubezpieczeń zdrowotnych Medicare. Holistyczny system dra Ornisha skupia się na optymalizacji czterech obszarów życia, nie tylko na sposobie odżywiania ale także wprowadza techniki radzenia sobie ze stresem i ćwiczenia fizyczne oraz zwraca uwagę na jakość relacji społecznych.

dr Dean Ornish i program UnDo It
https://www.ornish.com/undo-it/

Coraz więcej szpitali w Stanach Zjednoczonych oferuje pacjentom program dr Ornisha Niezależne programy tego typu pojawiają się także w coraz nowszych ośrodkach, jak na przykład w szpitalu uniwersyteckim przy University of Florida Health

Nawet w konserwatywnym i kojarzonym z kulturą spożywania wołowiny stanie Texas powstało Centrum Medycyny Stylu Życia Midland Health przy Midland Memorial Hospital gromadzące coraz większą i prężnie działającą społeczność.

Świadomość roli diety roślinnej w utrzymywaniu i przywracaniu zdrowia a także jej pozytywnego wpływu na środowisko gwałtownie rośnie na całym świecie. Obecnie wyraźniej jest to widoczne w krajach zachodnich jednakże w Polsce także można już odnaleźć pewne przebłyski wyżej wspomnianego globalnego trendu. Sprzyja to także naukowej atmosferze, która coraz częściej dostarcza potwierdzenie i umocnienie dowodów w zasadniczej kwestii całkowitego odwracania procesów chorobowych oraz ukazania pełnego potencjału regeneracji możliwego do osiągnięcia poprzez styl życia, w którym dieta roślinna odgrywa jedną z kluczowych ról.