Текст книги "Парадокс упражнений. Научный взгляд на физическую активность, отдых и здоровье"

Глава 2. Физическая неактивность: как важно быть ленивым

Шесть дней работай и делай всякие дела твои, а день седьмой – суббота Господу, Богу твоему. Не делай [в оный] никакого дела, ни ты, ни сын твой, ни дочь твоя, ни раб твой, ни раба твоя, ни вол твой, ни осел твой, ни всякий скот твой, ни пришелец твой, который у тебя, чтобы отдохнул раб твой, и раба твоя, как и ты.

Второзаконие 5:13–14

Миф № 2: праздность и лень неестественны для человека

Почему иудейский Господь так настаивает, чтобы один день в неделю мы посвящали отдыху и не занимались никакой работой? Среди множества объяснений есть такое: прекращение любой деятельности в один определенный день имело глубокий смысл в железном веке, когда, собственно, и писались законы шаббата. Первые иудеи вели натуральное сельское хозяйство, и залогом их выживания был регулярный усердный тяжелый труд. В те времена, когда еще не существовало никаких машин, а торговля была слабо развита, им приходилось собственными потом, кровью и слезами производить все, чем они пользовались и что потребляли. Помимо того что они пахали, сеяли, пололи и собирали урожай, им приходилось содержать скот, шить одежду, изготовлять орудия, строить дома, таскать воду и много чего еще. Были ли физические требования к выживанию настолько непомерными, что людям требовалось на один день прекращать работу и давать отдых своим измученным телам, чтобы избегать травм и болезней? Или, может, шаббат давал возможность плодиться и размножаться?

По каким бы причинам соблюдение шаббата ни переросло для иудеев в священную обязанность, для охотников-собирателей еженедельный день отдыха явно не имел бы смысла, поскольку они не запасают пищу впрок и нужда гонит их каждый день в буш добывать пропитание себе и своим семьям. Как мы уже видели, на поиск пищи охотники-собиратели обычно тратят всего полдня, а остальное время отдыхают или выполняют легкую, не требующую больших затрат энергии работу. Так что для вечно голодных охотников-собирателей, никогда не занимающихся физкультурой, но вынужденных двигаться, поскольку иначе им не добыть ни единой из потребляемых ими калорий, шаббат не только не перерастет в необходимость, но и заставит их один день в неделю голодать.

Здесь нам стоит обдумать такой вопрос: насколько целесообразен и оправдан был бы день отдыха вроде шаббата для наших ближайших родичей, высших человекообразных обезьян?

Большинство из нас видели горилл и шимпанзе разве что в зоопарке или в документальном кино. Но ведь можно и своими глазами наблюдать за жизнью этих находящихся на грани исчезновения животных в дикой природе, если вы готовы потратить уйму времени, усилий и денег, чтобы добраться в удаленные от цивилизации места их обитания – жаркие и влажные тропические леса Африки по обе стороны экватора. Наименее доступны для наблюдения горные гориллы, обитающие высоко на склонах потухших вулканов на нагорьях Руанды и Уганды. Чтобы добраться туда, извольте сначала карабкаться по склону через возделываемые вручную поля, продираться сквозь заросли окутанного дымной влагой дождевого леса, где преобладают гигантские вечнозеленые деревья с крупными мясистыми листьями и жгучие кустарники; на высоте их постепенно сменяют бамбуковые заросли, еще выше, в более прохладных густых лесах, преобладают разные виды африканского красного дерева и лианы. Дорога очень трудная: все время карабкаешься вверх, сквозь густые заросли кустарников, папоротников, колючек и свитых плотными клубками лиан. Из-за буйной растительности протоптанных троп здесь нет, а склон крутой и покрыт склизкой толщей палых листьев. Но стоит добраться до места, как забываешь обо всех страданиях трудного подъема и удивительное спокойствие разливается в душе при виде этих чудесных животных, преимущественно неподвижных.

Место обитания горных горилл больше всего напоминает гигантскую чашу с травяным салатом, и дни они обычно проводят на своих мощных седалищах, поедая окружающую пищу. Детеныши иногда играют и залезают на деревья, а взрослые мирно и безмятежно посиживают среди зарослей, смачно почавкивают, почесываются, выискивают на себе паразитов или дремлют. По сути, в день стадо горилл перемещается не больше чем километра на полтора[46]46
  Harcourt A. H., Stewart K. J. Gorilla Society: Conflict, Compromise, and Cooperation Between the Sexes // Hawthorne, N.Y.: Aldine de Gruyter, 2007.


[Закрыть]. И только в редких случаях, когда крупные самцы дерутся или обуздывают кого-то из соплеменников, картина перестает быть томной и вам открываются их истинные сила и мощь. Я пережил один из самых страшных эпизодов, когда 180-килограммовый доминантный самец горной гориллы решил проучить двух вызвавших его гнев самок. Погнавшись за ними, он вихрем промчался в паре сантиметров от меня на задних лапах, оглушив яростным трубным ревом. Я и сейчас поражаюсь, каким чудом мне удалось даже не дернуться. Впрочем, к добру или к худу, такие вспышки бешеной активности крайне редки, большую часть времени взрослые гориллы флегматичны и бездейственны.

Мне также довелось несколько раз побывать в лесах на берегах озера Танганьика, где я наблюдал, как живут в природе шимпанзе. Откровенно говоря, они ненамного активнее горилл. Когда шимпанзе перемещаются по земле, угнаться за ними – то еще испытание, но большую часть жизни они либо питаются, либо переваривают съеденное. Как правило, половину времени бодрствования шимпанзе посвящают тому, чтобы насытить свои утробы богатой клетчаткой пищей, а в остальное время предаются отдыху, переваривают еду, выискивают друг у друга паразитов и устраивают себе долгие тихие часы[47]47
  Organ C. et al. Phylogenetic rate shifts in feeding time during the evolution of Homo // Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2011. Vol. 108. Pp. 14555–14559.


[Закрыть]. За день в среднем они взбираются на деревья в общей сложности метров на сто и преодолевают расстояние всего в 3–5 км[48]48
  Goodall J. The Chimpanzees of Gombe: Patterns of Behavior. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1986; Pontzer H., Wrangham R. W. Climbing and the daily energy cost of locomotion in wild chimpanzees: Implications for hominoid locomotor evolution // Journal of Human Evolution. 2004. Vol. 46. Pp. 317–335.


[Закрыть]. Конечно, шимпанзе – животные очень социальные, иногда они дерутся, спариваются и предаются прочим увлекательным занятиям, но большую часть времени наши ближайшие родичи по линии эволюции – бездельники и лентяи, вся их жизнь – вечный и беспрерывный шаббат.

Охотники-собиратели, например хадза, тоже не так уж жестоко изнуряют себя физическим трудом и многие дневные часы проводят в состоянии физической неактивности. Но в сравнении с человекообразными обезьянами они прямо трудоголики. А учитывая, что мы произошли от человекообразных приматов, во многом напоминающих горилл и шимпанзе, резонно предположить, что именно нормальные в эволюционном плане человеческие существа необычны в том, как у них распределяется время между трудом и отдыхом[49]49
  Pilbeam D. R., Lieberman D. E. Reconstructing the last common ancestor of chimpanzees and humans // Chimpanzees and Human Evolution / ed. M. N. Muller, R. W. Wrangham, D. R. Pilbeam. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 2017. Pp. 22–141.


[Закрыть]. Это интересное открытие порождает множество вопросов о том, как и почему люди доиндустриальной эпохи (охотники-собиратели и земледельцы), как правило, более физически активны, чем человекообразные обезьяны в дикой природе. А чтобы ответить на этот вопрос, мы должны поспешить в лабораторию и оценить, что происходит в нашем организме и сколько энергии мы затрачиваем, когда находимся в физическом покое.

Издержки ничегонеделания

Предположим, вы по легкомыслию согласились участвовать в эксперименте в моей лаборатории. Вы входите, и первое, что бросается в глаза, – установленный посреди помещения огромный беговой тренажер безо всяких признаков контрольной панели. Конечно, вы замечаете, что всюду понатыканы объективы разнообразных камер и разложены всевозможные измерительные инструменты. Но вам стоило бы присмотреться с мрачными опасениями к голубоватой силиконовой маске, присоединенной к свисающему с потолка длинному гибкому шлангу. Выходя из маски, шланг убегает в здоровенный металлический ящик, облепленный множеством круговых шкал, тумблеров и дисплеев. При проведении типичного эксперимента мы надеваем на вас маску так, чтобы она плотно прилегала к носу и рту, и собираем весь выдыхаемый вами воздух, который по шлангу поступает в металлический ящик, а тот уже измеряет, сколько кислорода и углекислого газа вы выдыхаете. Маска раздражает и создает неудобство, особенно когда вы переходите на бег, зато сделанные с ее помощью измерения – кладезь ценнейшей информации. Организм человека, подобно тому как кухонная плита сжигает в своем зеве газ или дрова, потребляет кислород, чтобы сжигать жиры и углеводы, выделяя в качестве продукта сгорания углекислый газ. Количественно определяя, сколько кислорода вы потребляете и сколько выделяете углекислоты, мы можем точно вычислить, сколько энергии расходует ваш организм в данный момент[50]50
  На каждый литр потребляемого вами O₂ ваш организм получает 5,1 ккал от сжигания углеводов и 4,7 ккал от расщепления жира. Соотношение O₂ к CO₂ в вашем выдохе указывает, в какой пропорции вы расходуете жиры и углеводы. Если организм сжигает только углеводы, в выдохе обнаружатся равные количества CO₂ и O₂, а если только жиры, то CO₂ выдыхается на 70 % больше, чем O₂. Большую часть времени ваш организм сжигает смесь жиров и углеводов, что дает в среднем по 4,8 ккал на каждый вдыхаемый литр кислорода.


[Закрыть].

Хотя большинство экспериментов в нашей лаборатории направлены на измерение потребления энергии при ходьбе или беге, первое, что мы попросим вас сделать, когда вы наденете маску, – минимум десять минут спокойно постоять или посидеть, чтобы мы могли измерить, сколько кислорода вы потребляете и сколько углекислого газа выдыхаете в состоянии покоя. Это важнейший этап эксперимента, поскольку для замеров затрат энергии при ходьбе или беге сначала следует вычесть количество энергии, расходуемое вами в состоянии физического бездействия. Используемая нами единица измерения – килокалория, ккал.

Если вы – среднестатистический взрослый мужчина с массой тела 82 кг, ваша норма расхода энергии, когда вы спокойно сидите на стуле, составляет примерно 70 ккал в час. Это ваш RMR (resting metabolic rate) – уровень метаболизма в покое. Такое название он получил, поскольку ваш метаболизм в состоянии покоя охватывает все химические реакции, протекающие в организме, когда вы находитесь в физическом покое. На основе вашего уровня метаболизма в покое можно высчитать, что, если вы просидите на стуле следующие сутки, не делая вообще ничего, ваш организм израсходует примерно 1700 ккал.

Это много. Даже в положении сидя вы не в состоянии полного покоя. Часть энергии расходуется на переваривание пищи, которую вы потребили накануне, регуляцию температуры тела, а также мышечные усилия, не позволяющие вашему телу сползти со стула на пол. Для вычисления поправки на вышеназванные энергозатраты мы могли бы измерить ваш расход энергии, когда вы в постели сразу после пробуждения от восьмичасового сна в темноте при температуре 21,1℃ и после двенадцатичасового воздержания от пищи. Этот показатель, называемый основным (или базальным) обменом и обозначаемый как BMR (basal metabolic rate), будет приблизительно на 10 % ниже, чем метаболизм в состоянии покоя (в нашем примере – 1530 ккал). Ваш основной обмен представляет собой количество энергии, необходимой для поддержания жизни в вашем организме, когда вы в близком к коме состоянии.

А что, если сопоставить количество энергии, расходуемой вами в состоянии покоя, с вашим общим энергетическим бюджетом? Для расчета их соотношения нужно измерить ваши суточные затраты энергии, DEE (daily energy expenditure), – общее количество калорий, расходуемых вами на протяжении суток, пока вы делаете все, что делаете, в том числе двигаетесь, читаете, чихаете, разговариваете и перевариваете пищу. До недавнего времени мы бы рассчитывали ваш DEE, замеряя, сколько кислорода вы потребляете в процессе выполнения таких действий, как сидение, прием пищи, ходьба и бег. Зная, сколько времени и сколько энергии вы расходуете, мы могли бы суммировать все это и выйти на приблизительную величину вашего DEE. Думаю, вас не удивит, что движимые любознательностью специалисты по биоэнергетике человека упорно следовали со своими кислородными масками за кем только можно, чтобы оценить, сколько энергии тратится на разнообразные действия: когда человек копает, шьет, разбирает постель, работает на автосборочном конвейере[51]51
  Jones W. P. T., Schofield E. C. Human Energy Requirements: A Manual for Planners and Nutritionists. Oxford: Oxford University Press, 1990.


[Закрыть]. А некоторые исследователи даже пытались измерить, сколько энергии расходуется на мыслительный процесс[52]52
  Стесняюсь говорить, но за день интенсивного шевеления мозгами расходуется от 20 до 50 дополнительных килокалорий – примерно столько же, сколько вы получите, съев полдюжины орехов. См.: Messier C. Glucose improvement of memory: A review // European Journal of Pharmacology. 2004. Vol. 490. Pp. 33–57.


[Закрыть]. Но такие методы чрезвычайно трудоемки, обременительны, неточны и трудновыполнимы, особенно в отдаленных уголках мира.

Выдохните: для измерения вашего DEE мы не станем день-деньской таскаться за вами с нашей маской. Возьмем для замеров вашу мочу. Точнее, сначала мы попросим вас выпить некоторое количество воды, но не простой, а очень дорогостоящей и безвредной, в которой содержится известное количество редких (тяжелых) атомов водорода и кислорода, а в следующие несколько дней будем собирать ваши образцы мочи. Пусть подобный фокус вызывает гадливость, но он практичен: измеряя, какими темпами снижается количество тяжелых атомов в вашей моче, мы можем рассчитать, какими темпами атомы водорода и кислорода выводятся из организма за счет потения, мочеиспускания и дыхания. Водород выводится из организма только в составе воды, а кислород – как в составе воды, так и в составе диоксида углерода (CO₂), так что разница в концентрациях этих двух атомов в моче позволит точно рассчитать, сколько углекислоты производит организм при дыхании, а следовательно, сколько энергии расходует[53]53
  Подробнее опишу метод двойной меченой воды, или изотопный. Почти вся вода в природе имеет молекулу H₂O, образована водородом, молекулярная масса 1 (1H, легкий изотоп водорода с одним протоном), и кислородом, молекулярная масса 16 (16O, содержит 8 протонов и 8 нейтронов). А можно изготовить безвредную разновидность воды на основе тяжелого водорода (2H, тяжелый изотоп, с дополнительным нейтроном) и тяжелого кислорода (18О, тяжелый изотоп с двумя дополнительными нейтронами). Независимо от того, какими изотопами H и O образована вода, водород и кислород выводятся из организма по-разному: в виде воды, при выделении пота, дыхании и мочеиспускании. А кислород выводится и тогда, когда мы выдыхаем диоксид углерода (CO₂). Поскольку мы можем точно измерить концентрации в моче тяжелых изотопов водорода, 2H, и кислорода, 18O, разница в темпах (скоростях), с которыми 2H в сравнении с 18O сохраняется в моче на протяжении нескольких дней, позволяет рассчитать, сколько CO₂ вы выдыхаете, и более-менее точно вычислить, сколько энергии вы тратите. Изотопный метод позволяет рассчитать безжировую (тощую) массу тела (БМТ), а также сколько воды поступает в ваш организм и сколько выводится.


[Закрыть]. Данным методом уже измерен обмен веществ у тысяч людей, что позволило составить замечательно ценную базу данных по энергозатратам человека. Если масса вашего тела 82 кг, ваш DEE, вероятно, составляет порядка 2700 ккал в сутки. Это, в свою очередь, означает, что примерно две трети (63 %, если точнее) расходуемой вами за сутки энергии тратится на обмен веществ в состоянии покоя. Кто бы мог подумать, что покой настолько энергетически затратен?

Разберемся, действительно ли физическое ничегонеделание для охотников-собирателей, скажем хадза, так же энергозатратно, как для американцев и европейцев? По счастью, Герман Понцер и его коллеги, хвала их бесстрашию, не побоялись обследовать вышеописанными методами множество мужчин и женщин хадза. По их данным (а для этого потребовались вычисления), у хадза базальный обмен в энергетическом плане ничем не отличается от вашего или моего с учетом поправки на меньший рост и субтильность хадза по сравнению с нами. В среднем у мужчин хадза масса тела составляет около 51 кг и на базальный обмен расходуется порядка 1300 ккал; женщина хадза в среднем имеет массу тела 43 кг, а базальный обмен обходится ее организму примерно в 1060 ккал[54]54
  Pontzer H. et al. Hunter-gatherer energetics and human obesity // PLOS ONE. 2012. Vol. 7. P. e40503. В статье приводятся оценочные показатели BMR, основного обмена, у хадза, а их RMR, метаболизм в состоянии покоя, вероятно, на 10 % выше: 1169 калорий для женщин и 1430 для мужчин.


[Закрыть]. Поскольку жир представляет собой относительно инертную ткань и играет малую роль в обмене веществ, нам следует учитывать, что у хадза обоих полов содержание жировой ткани в организме где-то на 40 % ниже, чем у среднестатистического представителя западного мира[55]55
  В среднем у мужчин хадза содержание жировой ткани в организме составляет 13 %, а у женщин – 21 %, для западного мира этот показатель составляет 23 % у мужчин и 38 % у женщин. Там же.


[Закрыть]. Когда сделаешь поправку на разницу в габаритах, особенно четко видно, что взрослый человек ежесуточно затрачивает около 30 ккал на каждый килограмм безжировой массы тела просто для поддержания базовой жизнедеятельности организма – независимо от того, проводит ли он дни и ночи за компьютером в Нью-Йорке, производит обувь на фабрике в Китае, выращивает кукурузу в мексиканской сельской глубинке или добывает пропитание охотой и собирательством в Танзании. Более чем из двадцати триллионов килокалорий, ежедневно потребляемых людьми, наибольшая часть тратится на поддержание основных процессов жизнедеятельности в состоянии покоя.

В целом, если вы очень физически активны, возможно, вы тратите больше энергии на поддержание своего организма, чем на продуктивную деятельность. Понятно, что этот тезис на первый взгляд противоречит логике. Когда я сижу и пишу эти строки, далеко не очевидно, а со стороны так и вовсе не заметно, что все физиологические системы моего организма прилежно работают, чтобы поддерживать во мне жизнь плюс обеспечивать каждую минуту пятнадцать-двадцать неглубоких вздохов. Между тем мое сердце сокращается по шестьдесят раз в минуту, отправляя кровь во все уголки моего тела, кишечник переваривает недавно съеденную пищу, печень и почки фильтруют кровь, на руках-ногах растут ногти, мозг подбирает и подсказывает мне эти слова, заняты делом и прочие бесчисленные клеточки моего организма: они обновляются, устраняют повреждения, отбиваются от инфекций и отслеживают общее состояние моего организма.

Неужели эти физиологические функции действительно так энергозатратны? Нам и правда требуется столько энергии на ничегонеделание?

Знаю, как получить ответ на этот вопрос: провести стресс-тест и посмотреть, как организм отвечает на вызов в виде дефицита энергии. Такой стресс вы устраиваете ему, когда садитесь на диету и днями, неделями и месяцами потребляете меньше калорий, чем затрачиваете. Однако эффективные диеты, как правило, предполагают постепенность, способствуя медленному избавлению от лишнего веса за счет ежедневного сжигания небольшой лишней порции телесного жира. Более жесткий и потому ярче высвечивающий суть стресс-тест для вашего обмена веществ требует куда более экстремальной меры по сокращению потребляемой калорийности и называется голоданием. Вполне понятно, что неэтично и незаконно принуждать участников лабораторного эксперимента голодать, пусть даже во имя науки. Однако тщательно спланированные контролируемые эксперименты для изучения того, как влияет голодание на метаболизм человека, действительно проводились на людях. Их проделали ученые из Миннесоты в тяжелые месяцы Второй мировой войны.

Поголодаете, чтобы они лучше питались?

Вторая мировая война унесла от пятидесяти до восьмидесяти миллионов жизней. Из них двадцать миллионов погибли на полях сражений, но не меньше мирных людей в годы войны медленно умирали от голода, поскольку были уничтожены посевы и разрушены линии снабжения[56]56
  White M. Atrocities: The 100 Deadliest Episodes in Human History. New York: W. W. Norton, 2012.


[Закрыть]. Во время блокады Ленинграда каждые сутки от голода гибло по тысяче человек. Война затягивалась, делая свое черное дело. Ужасающие масштабы гуманитарной проблемы становились все очевиднее, и физиолог из университета Миннесоты Ансель Киз всерьез озаботился поиском способов помочь голодающим жертвам войны. Киз болезненно осознавал, что науке почти ничего не известно о воздействии на человеческий организм длительного отсутствия пищи. Но чтобы помочь голодающим, для начала требовалось лучше понять, что происходит в их организмах. Киза и многих других тревожило также, что по окончании войны миллионы изголодавшихся людей окажутся восприимчивее к идеям фашизма или коммунизма. И потому, руководствуясь как гуманитарными соображениями, так и стратегическими геополитическими расчетами, правительство США выделило Кизу и его коллегам средства для всестороннего изучения на добровольцах воздействий, которые голодание и последующая реабилитация оказывают на человеческий организм. Потрясая одиннадцатистраничной брошюркой, Ансель Киз бросил клич сознательным американцам, которые по идейным убеждениям отвергали военную службу, но ради помощи жертвам согласились бы выступить в роли подопытных кроликов. На обложку брошюры ее авторы вынесли фотографию, изображавшую троих голодающих французских ребятишек над пустыми мисками, и набранный большими буквами вопрос: «Согласны ли вы поголодать, чтобы они лучше питались?».

Хотя я читал отчеты о миннесотском голодном эксперименте, в том числе опубликованную в 1950 г. двухтомную монографию со всеми его результатами и фотографиями, до сих пор не могу поставить себя на место кого-нибудь из тридцати шести добровольцев, в ноябре 1944 г. изъявивших желание участвовать в нем[57]57
  Отчет об эксперименте очень доступным языком: Tucker T. The Great Starvation Experiment: The Heroic Men Who Starved So That Millions Could Live. New York: Free Press, 2006. Двухтомная монография Анселя Киза и его коллег: Keys A. et al. The Biology of Human Starvation. Minneapolis: University of Minnesota Press, 1950.


[Закрыть]. В первые двенадцать недель они неплохо переносили эксперимент, поскольку на первоначальной контрольной стадии планировалось привести участников в одинаковое исходное состояние, для чего им предписали щедрую диету пищевой ценностью 3200 ккал в день. Кроме того, каждую неделю их просили проходить около 35 км и по пятнадцать часов заниматься физическим трудом, например стирать белье и колоть дрова. За это время Киз с коллегами произвели все, какие только возможно, замеры, включая вес участников, рост, жировую массу тела, частоту пульса в состоянии покоя, количество эритроцитов в крови, физическую выносливость, силу, слух, психологическое состояние и даже число сперматозоидов. Затем, 12 февраля 1945 г., диету добровольным подопытным внезапно вдвое урезали – до 1570 ккал в день. Что важно, от них требовалась физическая активность прежнего уровня, в том числе чтобы они продолжали проходить свои 35 км в неделю. Киз ввел такое требование, понимая, что страдающие от голода люди в большинстве случаев не могут позволить себе роскошь ничегонеделания, а наоборот, вынуждены трудиться, чтобы обеспечить себе пропитание и выжить.

Хотя 1570 ккал в сутки – это достаточно близко к типичным энергетическим потребностям мужчины на обмен веществ в покое и теоретически этого достаточно для нормального функционирования организма, на деле голодная диета в сочетании с обязательными физическими нагрузками быстро превратилась для подопытных в физическую и моральную пытку. Они быстро теряли в весе, их неотступно преследовало зверское чувство голода, вдобавок они стали вялыми, подавленными и нередко срывались на гнев. Многие страдали от жутких ночных кошмаров, а один несчастный во время колки дров отсек себе три пальца (намеренно ли, случайно или от расстройства сознания, так и осталось невыясненным). Со временем их организмы все больше слабели, убывали жизненные силы и стойкость, опухали ноги, частота сердцебиений снизилась. А если они сидели на своих отощавших ягодицах, их терзала мучительная боль. По мере того как голодание перестраивало организмы добровольцев, как и их сознание, Киз с коллегами беспрерывно, тщательно и всесторонне отслеживали и замеряли причиняемые голодом разрушения. Наконец после двадцати четырех недель, в течение которых все медленно увядающие от голода мужчины потеряли ровно по 25 % своего первоначального веса, Киз в следующие двенадцать недель начал постепенно увеличивать их дневной рацион. Бедняг отпустили 20 октября 1945 г., через полтора месяца после официального окончания Второй мировой войны.

Из этого экстремального эксперимента мы очень многое узнали о голодании и реабилитации после него, но сейчас сосредоточимся на том, что нам стало известно о метаболизме в состоянии покоя. Как и ожидалось, организмы голодавших мужчин сохранили жизнеспособность прежде всего за счет потери массы тела и физического бездействия. Поскольку их метаболические потребности в энергии неизменно превышали количество получаемых калорий, организмы подопытных задействовали жировые резервы. У типичного худощавого мужчины на жировую ткань приходится 15 % массы тела (у женщины-худышки показатель в среднем составляет 25 %). Жировая ткань выполняет несколько функций, но главная – в том, чтобы служить огромным сберегаемым энергетическим резервом, которым организм всегда может воспользоваться в случае нужды. У мужчин, которых Киз мучил голоданием, за двадцать четыре недели пытки жировые запасы организмов упали на 70 % – со среднего показателя почти десять килограмм до жалких трех с граммами[58]58
  При начале эксперимента у добровольных подопытных масса жира составляла в среднем 14 % от массы тела; после периода голодания – в среднем 5,5 % массы тела.


[Закрыть]. И вот еще что важно: пока тела тощали, подопытными овладевала непреодолимая апатия, и физическую активность они свели до минимума. Когда они были свободны от обязанностей ходить и выполнять бытовые работы, они обычно лежали на кроватях, стараясь ради экономии энергии как можно меньше двигаться. Способность к концентрации внимания обрушилась до невиданно низкого уровня, а половое влечение исчезло без следа.

Но было и кое-что еще. Голодавшие во имя науки добровольцы выжили благодаря еще одному важному набору приспособительных мер организма. Правда, заметить их было сложнее: у подопытных под влиянием голода организм перестроился на меньший расход энергии даже в состоянии покоя. За полгода голодания их показатели уровня метаболизма в покое и основного обмена «похудели» на 40 %, гораздо больше, чем можно было ожидать исходя из их потерь массы тела. Как показали измерения Киза и его коллег, средний по группе уровень базального обмена сократился с 1590 до 964 ккал в сутки. Такой показатель может быть у восьмилетнего ребенка, чья масса тела не превышает 25 кг!

Из факта резкого снижения интенсивности метаболизма в покое проистекает важный урок: у человека интенсивность метаболизма в покое – величина гибкая. Но что еще важнее, она отражает, сколько калорий организм решает использовать на поддержание своей жизнедеятельности, а не сколько калорий ему на это требуется. В качестве одного из главных способов расходовать меньше энергии организмы добровольно голодающих урезали расходы на поддержание основных функций. Обмен веществ у них замедлился и начал экономить на затратных физиологических процессах, которые поддерживают равновесие в организме. Частота пульса уменьшилась на треть, а температура тела с нормальных 37℃ упала до 35,4℃, из-за чего люди постоянно мерзли даже в хорошо обогреваемых комнатах. У каждого организм приспособился также затрачивать меньше энергии на регенерацию клеток кожи и других органов, хотя в нормальном состоянии этот процесс происходит регулярно. Кожа истончала и шелушилась, количество сперматозоидов упало, снизилась и выработка кровяных клеток. Всесторонние замеры Киза выявили даже замедление секреции ушной серы.

В качестве еще одной приспособительной меры у голодающих было обнаружено уменьшение размера дорогостоящих в плане энергии органов, на которые приходилась существенная часть затрат на метаболизм в состоянии покоя. Замеры объемов крови и кислорода, поступающих к органам и отходящих от них, позволяют физиологам приблизительно оценить, сколько энергии потребляют разные части тела. Как показывают подобные расчеты, около двух третей метаболизма человека в состоянии покоя расходуются на три самые затратные ткани – мозга, печени и мышц. Ваш мозг и ваша печень потребляют по 20 % энергии, нужной вам для обмена веществ в состоянии покоя, а если вы типичный сильный мужчина, на ваши мышцы приходится 16–22 % расхода энергии при обмене веществ в покое[59]59
  Elia M. Organ and tissue contribution to metabolic rate // Energy Metabolism: Tissue Determinants and Cellular Corollaries / ed. J. M. Kinney, H. N. Ticker. New York: Raven Press, 1992. Pp. 61–77.


[Закрыть]. Остальная тратится на прочие функции включая работу сердца, почек, кишечника, иммунной системы и поддержание кожи в норме. Если, читая эту страницу, вы сидите, на каждые ваши пять вдохов один обеспечивает обмен веществ в вашем головном мозге, второй – в печени, третий – в мышцах, а два оставшихся – обмен веществ в остальном организме.

Полученные Кизом данные свидетельствуют, что организм голодающих сберегал энергию примерно так же, как большинство экономит деньги, если резко снизились доходы: приоритет отдается таким «насущным» органам, как головной мозг, отсекаются необязательные энергетические затраты, скажем репродуктивные, и урезаются затраты на снижаемые функции, например поддержание тепла, физической активности и силы. Сокращением мышечной массы на 40 % организмы голодающих экономили себе по 150 ккал в сутки, отчего люди стали немощными и быстро уставали. У них и размеры сердца уменьшились процентов на семнадцать, и ужались печень и почки[60]60
  Сопоставимые результаты получены в эксперименте 2015 г., когда добровольцев посадили на такую же скудную диету, правда всего на две недели, а сокращение размера органов измеряли с применением современных технологий. См.: Müller M. J. et al. Metabolic adaptation to caloric restriction and subsequent refeeding: The Minnesota Starvation Experiment revisited // American Journal of Clinical Nutrition. 2015. Vol. 102. Pp. 807–819.


[Закрыть].

На анализ и публикацию данных голодного эксперимента ушло пять лет – слишком много, чтобы помочь хоть кому-то из жертв Второй мировой войны. Зато отважные участники подарили нам одно из принципиально важных прозрений: покой – не просто состояние физической неактивности. Когда мы, казалось бы, ничего не делаем, наш организм продолжает активно потреблять энергию на многие динамически затратные процессы. Что не менее важно, коль скоро калорию можно потребить только один раз, покой для организма – крайне важное состояние, открывающее возможность без ущерба для себя перераспределять силы. Читая эти слова, вы затрачиваете около 60 ккал в час (столько содержится в апельсине обычных размеров) на поддержание ваших мозга, печени, почек, кишечника и прочего. Если вы отложите книгу и отправитесь штурмовать гору, ваш организм перебросит часть калорий с базовых функций жизнеобеспечения на подъем и спуск. Вернувшись домой, вы, вероятно, подкрепитесь и отдохнете, чтобы восполнить дополнительно истраченные калории.

Если покой и физическая активность – просто два разных способа расходовать энергию, количество которой обычно ограничено, сколько калорий мы должны тратить на поддержание организма в противовес различным видам физической активности, таким как ходьба, бег и т. п.? Отчасти это зависит от наших целей, в число которых могут входить попытки побороть инфекцию, похудеть, забеременеть или натренироваться для марафона. Однако в масштабах мироздания способ распределения ресурсов в организме определил процесс пограндиознее наших жизненных забот: эволюция посредством естественного отбора. Энергию наш организм расходует именно так, а не иначе во многом потому, что именно в этом направлении дарвинова эволюция воздействовала на миллионы поколений наших предков.

Чтобы проиллюстрировать, как могущественная прозорливая теория эволюции Чарлза Дарвина объясняет, почему и в каких случаях мы перераспределяем драгоценные калории с базовых функций на физическую активность, предлагаю обратиться к проницательным наблюдениям великого английского литератора – Джейн Остин.

Из ее произведений роман «Мэнсфилд-парк» нравится мне меньше всего. Главная героиня Фанни Прайс – девушка рассудительная и склонная к резонерству, а само повествование к середине становится таким занудным, что еле продираешься сквозь текст. Зато его сюжет глубоко переосмысляет классическую проблему, вызывающую настоятельный непреходящий интерес эволюционных биологов, а именно компромисс (чем и ради чего стоит поступаться). Если вкратце, Фанни – дочь одной из трех сестер, чьи судьбы сложились очень по-разному. Одна из ее теток вышла замуж за богатого аристократа сэра Томаса Бертрама, владельца имения Мэнсфилд-парк, и растит своих четверых детей в роскоши. Другая тетка, миссис Норрис, замужем за священнослужителем и своих детей не имеет, но помогает воспитывать своих богатых племянников. А мать Фанни, миссис Прайс, в порыве бунтарства по любви вышла замуж за моряка без гроша за душой, со временем крепко пристрастившегося к бутылке. Они живут в нищете и убогости, миссис Прайс едва сводит концы с концами, пытаясь поднять десятерых детей, а вечно пьяный муж ей больше обуза, чем помощь.

Дарвину было всего восемь лет, когда не стало Джейн Остин, но описанные в ее романе репродуктивные стратегии миссис Прайс и ее сестер показательны как пример глубокого, пусть и часто недооцениваемого предвидения теории естественного отбора. Напомню азы: эта теория (а среди всех когда-либо выдвигавшихся она одна из очень немногих удостоилась пристрастного внимания и самых скрупулезных поисков подтверждения) гласит, что накапливающиеся поколениями наследственные признаки, которые позволяют производить наиболее жизнеспособное потомство, со временем закрепляются в следующих поколениях как доминирующие, а те, что не благоприятствуют репродуктивному успеху, делаются все более редкими[61]61
  В науке под теорией понимаются только идеи, нашедшие научное подтверждение (в отличие от гипотезы); итак, теория – четко сформулированное, тщательно разработанное и доказанное научными методами объяснение какого-либо аспекта мира. Теория естественного отбора доказана так же строго, как, например, теория гравитации и тектоники плит.


[Закрыть]. Например, если более длинные ноги делают вас быстрее и позволяют развивать достаточную скорость, чтобы убежать от хищника (или стать хищником лучше другого), естественный отбор будет благоприятствовать передаче этого признака по наследству следующим поколениям. Но если скорость – признак очевидно благоприятный, почему не сформировалось больше видов, наделенных длинными ногами? Причина как раз и заключается в компромиссах. Вариации почти всегда ограничены конечным числом возможных альтернатив, что обрекает естественный отбор на действия в рамках конкурирующих издержек и выгод. Если вы длинноноги и велики размерами, вы не можете быть коротконогими и маленькими, что – в зависимости от ваших обстоятельств – тоже порой дает определенные выгоды. Естественный отбор неизменно благоприятствует той альтернативе или компромиссу, которые больше всего повысят ваш репродуктивный успех в вашей среде обитания.