Текст книги "Прожорливый ген. Диеты и лишний вес с точки зрения генетики"

3
Все калории равны, но некоторые равнее других

Исследовательская лаборатория, где я работаю, находится в Адденбрукской больнице при Кембриджском медико-биологическом кампусе, в трех милях от исторического центра города, который я называю «Диснейлендом», потому что вычурные старинные здания делают его похожим на парк развлечений. Кембриджский медико-биологический кампус – один из самых крупных в Европе: он располагает медицинским центром, в котором работают мировые специалисты по большинству заболеваний, множеством ведущих исследовательских институтов, включая знаменитую лабораторию молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям (MRC LMB). За последние 50 лет ученые MRC LMB получили 12 нобелевских премий, последнюю – в 2018 году. Представьте только, 12 нобелевских лауреатов – и все они работали в этом здании. Невероятно. Всего в кампусе трудятся более 10 000 человек. Если прибавить сюда пациентов, которых вы встретите в больнице в любой день, то число увеличится почти до 15 000. В Кембридже живут около 125 000 человек; выходит, что 10 % населения Кембриджа работают в медико-биологическом кампусе или посещают его каждый день.

Кампус находится довольно далеко от центра города, так что он обзавелся всем необходимым для жизни: здесь есть банк, парикмахерская, магазин одежды и сувениров, газетный киоск, филиал адвокатского бюро (в основном, похоже, для разводов и сделок с недвижимостью), четыре кафе и, конечно, еще несколько точек, где можно купить еду. Много еды. Есть международная сеть, где продают бургеры. Недавно крупная сеть супермаркетов открыла свое заведение: магазин быстрого обслуживания, где можно купить еду и напитки в обеденный перерыв и тут же съесть. Однажды туда зашел и я, чтобы купить сэндвич, – зашел и увидел там всех своих коллег. В очереди я подслушал такой разговор между двумя подругами:

– Я сейчас на диете, и на обед можно только 400 калорий…

– Тогда возьми вот этот. С семгой и огурцом на цельнозерновом хлебе. Тут написано, что в нем 386 калорий.

– Нет, я возьму сэндвич с креветками. Там 376 калорий. Значит, я смогу съесть еще печеньку, когда будем пить чай после обеда.

Я в тот день, можно сказать, кутил и позволил себе сэндвич с курицей в 459 калорий, пакет чипсов в 277 калорий, банку диетической кока-колы (меньше одной калории). Свой чай я выпил без печенья. Когда-то информацию об энергетической ценности продукта печатали мелким шрифтом там, где ее никто никогда не читал. Теперь ценность еды в калориях указана на лицевой стороне упаковки весьма разборчиво. Даже если я возьму на обед бургер, количество калорий будет указано в ресторанном меню (большой чизбургер – 760 калорий… и даже не хочется знать, сколько калорий набежит, если взять большую порцию жареной картошки и сладкий напиток. Хорошо, скажу: больше 1400 калорий, если это будет газировка с настоящим сахаром). Информация о калорийности продуктов присутствует, если рассуждать логически, чтобы помочь потребителю. Чтобы позволить людям сделать правильный выбор. Чтобы две подруги, разговор которых я подслушал, получили на обед не больше 400 калорий.

Но на самом деле полезно ли знать, сколько калорий в том, что ты собираешься съесть? Если в чем-то больше калорий, значит ли это, что оно вредно для нас? Все ли продукты, в которых мало калорий, для нас хороши? Вот вопросы, на которые я постараюсь ответить в этой главе.

КАЛОРИЯ С ДВУМЯ «К» ИЛИ С ОДНОЙ?

Во-первых, что такое калория? Калория – это единица измерения энергии, большинство из нас это знают. Для тех из нас, кто предпочитает метрическую систему мер, калория эквивалентна 4,184 джоуля, но от этого ничего яснее не становится. Прежде всего, мы должны договориться, о какой калории мы будем говорить. Калория – это количество теплоты, необходимое для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия (1 кал). А еще есть килокалория (сокращенно – ккал), и это количество теплоты, которое необходимо, чтобы нагреть 1 килограмм воды. И путаница начинается с того, что калории, о которых мы все говорим, которые указаны на упаковках продуктов и в меню, – это на самом деле килокалории. Наверное, людям проще сказать «калория», чем «килокалория», поэтому так получается. Однако давайте сразу договоримся: в этой книге я имею в виду именно килокалории.

КАЛОРИЙНОСТЬ

Первый и по-прежнему самый точный прибор для определения энергетической ценности пищи – это специальная калориметрическая бомба. Его название отражает всю простоту и незатейливость применяемого метода. Любую пищу кладут в контейнер (то есть в пресловутую «бомбу»), контейнер запаивают и сжигают все, что в нем содержится. Поскольку «бомба» запаяна, вся теплота, которая получается в результате горения, поглощается водяной оболочкой, которая окружает «бомбу». Остается измерить, насколько поднялась температура, и затем, используя эти данные, подсчитать количество энергии, то есть калорий, в пище, которая сгорела. Прибавлю также, что жидкая пища, например суп или молоко, сначала высушивается. Ведь в воде нет калорий, так что это не влияет на расчеты. Поскольку одна калория (ккал) равна 4184 джоулям или 4,184 килоджоуля, то все калории, разумеется, равны.

Внутри калориметрической бомбы все устроено так, что учитывается каждая калория сгоревшего вещества. Биологический процесс переваривания пищи, само собой, происходит гораздо мягче, без огня и дыма. Переваривание пищи, за исключением того, что, конечно, ее надо немного пожевать в самом начале, – это серия химических реакций, которые запускаются и ускоряются биологическими катализаторами – энзимами, или ферментами. Поймите правильно: это, конечно, довольно интенсивный процесс, и если бы у меня была возможность опустить руку в свой желудочный сок, я бы этого не сделал – по составу он очень похож на кислоту в аккумуляторе. Но все же это не костер в лесу. Поэтому в зависимости от структуры и состава, в зависимости от того, как пища потребляется и кто ее потребляет, она имеет разную калорийную доступность. Это необычайно важная концепция, и надо понять, что она значит.

Калорийная доступность – это количество калорий, которые можно извлечь из пищи во время ее переваривания. Она не равна количеству калорий, которые теоретически в пище находятся.

Приведу примеры. Скорее всего, самый простой продукт, который мы можем потребить, – это сахар. Но у сахара много групп: глюкоза, фруктоза, лактоза, галактоза, сахароза… Как вы видите, многие из них заканчиваются на «оза». Форма, которая чаще всего используется и продается в магазинах в форме гранул или песка, – это сахароза, которая состоит из молекул глюкозы и фруктозы, соединенных вместе. Сахароза, таким образом, – дисахарид, в отличие от глюкозы или фруктозы – это моносахариды. Если организм получает 100 калорий из сахара, то в процессе пищеварения сахароза просто расщепляется на свои составляющие, из которых организм получит более 95 калорий. В конце концов, глюкоза – основной вид «топлива» для организма. А что, если мы получим 100 калорий сладкой кукурузе или кукурузном початке? Мы ее, конечно, прожуем и съедим, но если на следующий день нам случится взглянуть вниз после того, как мы посидим на нашем фаянсовом троне, то будет совершенно ясно, что наша пищеварительная система справилась только с частью всех калорий, которые содержались в кукурузе. Вообще-то это настолько известная особенность сладкой кукурузы, что она используется в вычислениях «времени кишечного транзита» – то есть времени, которое пище требуется, чтобы пройти через весь желудочно-кишечный тракт, – и это важный показатель его здоровья. Теперь представьте на минуту, что сладкая кукуруза была высушена, смолота в муку, а из муки сделали тесто и испекли лепешки. Тогда гораздо бо́льшая часть всех калорий, которые в ней находились, будет усвоена организмом. При этом, если вы придете в супермаркет и купите соответствующее количество сахара, сладкой кукурузы или кукурузных лепешек, информация об энергетической ценности на упаковке все равно будет говорить просто о 100 калориях.

Другой классический пример – сельдерей. Сельдерей знаменит тем, что имеет «отрицательные» калории, то есть количество калорий, которые нужно потратить, чтобы его переварить, превышает количество калорий, которые он содержит. Это миф[39]39
  Nestle, M., and Nesheim, M., Why Calories Count: From Science to Politics, (University of California Press, 18 April 2012), pp. 189–90. ISBN 978-0-520-26288-1.


[Закрыть]. Ну, то есть, количество калорий, доступных для человеческой пищеварительной системы, которые содержатся в одном среднем стебле сельдерея, – это мизерные 6 калорий, они положительны, но только совсем чуть-чуть. Дело в том, что калории в сельдерее, как и в случае с зернами сладкой кукурузы, связаны с целлюлозой – клетчаткой, которую мы не можем переварить. Если приготовить то же самое количество сельдерея в супе или в рагу, то произойдет расщепление целлюлозы, и количество калорий увеличится до 30 – почти в пять раз!

А если говорить о пище без целлюлозы? Например, о мясе? 114 калорий содержатся в 100 граммах сырой куриной грудки. Если это мясо обработать (пожарить), то его пищевая ценность увеличится до 165 калорий. Эту информацию, равно как и бесчисленное множество других фактов об энергетической ценности продуктов, можно найти в базе данных о составе продуктов сельскохозяйственного департамента США (USDA)[40]40
  https://ndb.nal.usda.gov/ndb/ (дата обращения: 22 мая 2018 г.).


[Закрыть]. Хорошо, мы обычно не едим сырую курицу (и не надо), так что это не очень удачный пример. Давайте лучше посмотрим на говядину. В говяжьем стейке содержатся 400 калорий, и его можно съесть слабопрожаренным. А можно взять этот же кусок мяса, сделать фарш, потушить его пару часов, добавить в лазанью и еще пару часов готовить. Потом заморозить, чтобы устроить себе хороший обед в дождливый день: достать его из морозилки и разогреть в духовке еще за час. Сравните, сколько времени заняло приготовление стейка (от 2 до 6 минут) и сколько – приготовление лазаньи (около 5 часов). Если мы вспомним разницу между сырым и обжаренным мясом курицы, то представьте, сколько калорий мы сможем извлечь из куска говядины, если его перед этим подвергали интенсивной тепловой обработке в течение 5 часов.

Кроме приготовления пищи, ее обработки и готовки, надо еще учесть, сколько нужно затратить энергии на расщепление белка, углеводов и жира. Что происходит с этими макронутриентами после того, как их измельчили во рту, обработали кислотой в желудке и отправили в кишечник? Для переваривания белка нужно больше всего энергии и времени. Почти 30 % всех калорий, которые поступают к нам с белками, уходит на то, чтобы превратить длинные белковые цепи, существующие в пище изначально, в отдельные аминокислоты[41]41
  Nestle, M. and Nesheim, M., Why Calories Count…


[Закрыть]. То есть из каждых 100 калорий говядины, или курицы, или другого мяса, которое вы съедите, вы потратите 30 калорий на то, чтобы его переварить, и получите в остатке, соответственно, 70 калорий. Но я уже сказал, что способ обработки мяса значительно влияет на эти цифры. Сравним с углеводами: около 5–10 % от общего количества калорий уходит на переваривание углеводов – в зависимости от того, будут ли это комплексные углеводные соединения (их переварить сложнее) или простые сахара. Наконец, жир будет самым эффективным топливом: около 3 % полученных из него калорий уйдут на его переваривание.

Измерить калорийную доступность в реальном режиме – задача не из легких. Точные данные для большинства продуктов просто невозможно подсчитать, и все усложняется тем, что калорийная доступность отличается для разных людей (незначительно, но разница все же есть). Но все-таки измерить калорийную доступность можно, если постараться. Вообще, мы могли бы найти способ по-разному учитывать калории белков, углеводов и жиров. Конечно, есть и открытые вопросы: какие методы приготовления пищи надо учитывать при подсчетах? И что потом – указывать на упаковке для куска говядины, или свинины, или курицы все возможные рецепты и то, как они влияют на калории? Нет, не поймите меня неправильно, я люблю и стейк, быстро зажаренный на гриле, и лазанью, приготовленную в духовке. Я просто хочу сказать, что мы не сможем воспользоваться приведенной на упаковке информацией о калориях с пользой для здоровья или с целью похудеть. Доказано, что информация о калориях, представленная в меню ресторанов, кафе и столовых, может снизить количество калорий в обеде, который вы покупаете, на 8 %[42]42
  Crockett, R. A., King, S. E., Marteau, T. M., Prevost, A. T., Bignardi, G., Roberts, N. W., Stubbs, B., Hollands, G. J., Jebb, S. A., ‘Nutritional labelling for healthier food or non-alcoholic drink purchasing and consumption.’ Cochrane Database Syst Rev (Feb 27, 2018); 2:CD009315. doi: 10.1002/14651858.CD009315.pub2. Review. PMID: 29482264.


[Закрыть]. Эта информация в момент покупки влияет на решение, заставляет людей задуматься. Однако подсчитывать калории в рамках диеты, как пытались делать две подруги, о которых я рассказал в начале главы, просто не имеет смысла, если не принимать во внимание калорийную доступность.

КОГДА Я ЕМ, КАЛОРИИ ВАЖНЫ

Нобелевской премией по медицине и физиологии в 2017 году были награждены трое ученых: Джефри К. Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг. Они получили награду за исследования механизмов, контролирующих наши биологические часы, которые еще называют циркадными ритмами[43]43
  www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017 (дата обращения: 22 мая 2018 г.).


[Закрыть]. Оригинальные исследования проводились на плодовых мухах-дрозофилах, тех самых, которые появляются на переспелых яблоках или бананах. Вы, наверное, думаете, что между мухой и человеком мало общего, и в чем-то вы правы. По сравнению с людьми, у мух гораздо меньше генов: 14 000 по сравнению с 25 000. Но все-таки 14 000 – это больше половины человеческих генов, и 60 % наших генов на самом деле эквивалентны генам дрозофилы.

Самый лучший способ понять, как работает ген, – сломать его и посмотреть, что будет. Вообще, бо`льшую часть того, что мы знаем о человеческой биологии, мы открыли в процессе изучения редких (а иногда и не очень), случайно возникающих «поломок» в генах, этих «экспериментов природы». Дети с мутацией лептина или в генах MC4R будут тому примером. По очевидным моральным и этическим причинам создавать негативные мутации в человеческих генах с помощью генной инженерии недопустимо. Ученые работают с мышами, что остается очень трудоемким и времязатратным процессом. Однако произвести мутацию гена у мухи иногда оказывается сравнительно дешевле и легче. Прибавьте к этому маленький размер, короткий жизненный цикл и способность быстро размножаться – все эти характеристики сделали плодовую мушку очень популярной у генетиков.

В 1984 году Джефри и два Майкла выделили ген, который контролирует нормальный дневной биологический ритм дрозофилы[44]44
  Zehring, W. A., Wheeler, D. A., Reddy, P., Konopka, R. J., Kyriacou, C. P., Rosbash, M., and Hall, J. C., ‘P-element transformation with period locus DNA restores rhythmicity to mutant, arrhythmic Drosophila melanogaster.’ Cell 39 (1984), 369–76; and Bargiello, T. A., Jackson, F. R., and Young, M. W., ‘Restoration of circadian behavioural rhythms by gene transfer in Drosophila.’ Nature 312 (1984), 752–4.


[Закрыть]. Затем они продолжили исследования и распознали другие компоненты этих биологических часов. Теперь мы знаем, что биологические часы существуют не только у мух, но и у всех растений, у всех живых организмов, включая человека.

Вся жизнь на Земле была вынуждена постепенно адаптироваться к вращению планеты, и внутренние биологические часы эволюционировали, позволив растениям и животным синхронизировать свои биологические ритмы со сменой дня и ночи. Люди, например, – дневные создания: мы бодрствуем днем и спим ночью. Поскольку эти часы регулируют такие первостепенные функции, как поведение, уровень гормонов, сон, температура тела и метаболизм, именно днем мы более внимательны, лучше ориентируемся в пространстве и быстрее на все реагируем. Даже раны, полученные днем, заживают быстрее, чем раны, полученные ночью[45]45
  Hoyle, N. P., Seinkmane, E., Putker, M., Feeney, K. A., Krogager, T. P., Chesham, J. E., Bray, L. K., Thomas, J. M., Dunn, K., Blaikley, J. and O’Neill, J. S., ‘Circadian actin dynamics drive rhythmic fibroblast mobilization during wound healing.’ Sci Transl Med (Nov 8, 2017); 9(415). pii: eaal2774. doi: 10.1126/scitranslmed.aal2774. PMID: 29118260.


[Закрыть]! Ночные животные, например летучие мыши, имеют противоположные людям биоритмы и, соответственно, ведут себя иначе – бодрствуют ночью. Те из вас, кто хоть раз испытывал состояние джетлага, или десинхронии, вызванное сменой часовых поясов при авиаперелете, знают, как это неприятно. В самое неподходящее время, прямо во время важного собрания или встречи, когда нужно сосредоточиться, на вас словно находит какой-то туман, или вы начинаете клевать носом в три часа дня. Тысячи лет назад где-нибудь в долинах Африки биологические часы спасали людям жизнь – они заботились о том, чтобы, когда настанет время для охоты и сбора пищи, люди использовали максимум своего ума и сил. И частью этой адаптации стало то, что наш метаболизм, то есть скорость, с которой мы потребляем энергию, интенсивнее днем, чем ночью. Значит, то, что случится с калорией, будет ли она истрачена или отложена про запас, зависит от того, когда мы ее получили. Иными словами, очень важно, в какое время дня мы едим.

«Завтракай, как король; обедай, как принц; ужинай, как нищий», – такова английская поговорка, и в других языках у нее найдется немало аналогов. Китайская версия представляет собой считалку, которую я учил, когда был маленьким: (цзао цань яо чи хао) (ву цань яо чи бао) (ван цань яо чи шао). Это означает: «На завтрак ешь как следует, на обед – пока не наешься, а на ужин ешь меньше».

На протяжении огромного периода истории человеческой цивилизации у нас, как известно, не было электричества. И если свечи были с давних времен, – некоторые археологи даже говорят, что с 5 тысячелетия до н. э., – они все же оставались почти для всех роскошью. Жизнь, таким образом, ориентировалась на восход и заход солнца, и спать люди ложились с наступлением темноты. А это значит, что приготовление пищи и ее потребление в основном происходили в течение дня. Термин «ужин» обозначал самый главный и основательный прием пищи, который во многих культурах случался где-то в середине дня. В Англии то, что подают в школьных столовых днем, до сих пор называется школьным ужином.

Традиция большого вечернего ужина, который теперь называют dinner в большинстве англоязычных стран, появилась относительно недавно. Но правда ли, что, если самую большую порцию пищи мы принимаем вечером, идя против устаревших суеверий и культурных привычек во многих странах, это может плохо повлиять на наш вес? Кажется, у нас появляются доказательства в пользу этой теории. В одном эксперименте 420 участников 20-недельной программы по снижению веса были разделены на группы в зависимости от того, когда они обедали (основной порцией пищи для них был именно обед). Несмотря на то, что разницы в меню не было, группы, которые обедали позднее, похудели меньше и сделали это медленнее, чем те, кто обедал раньше[46]46
  Garaulet, M., Gómez-Abellán, P., Alburquerque-Béjar, J. J., Lee, Y. C., Ordovás, J. M., Scheer, F. A., ‘Timing of food intake predicts weight loss effectiveness’. Int J Obes (Lond., Apr 2013); 37(4):604–11. doi: 10.1038/ijo.2012.229. Epub Jan 29, 2013. Erratum in: Int J Obes (Lond., Apr 2013); 37(4):624. PMID: 23357955.


[Закрыть]. В другом эксперименте женщины с избыточным весом следовали одной и той же диете, но калории были по-разному распределены между завтраком и ужином. Женщины, которые ели больше за завтраком, потеряли на 9 % больше веса, чем те, кто ел больше за ужином[47]47
  Jakubowicz, D., Barnea, M., Wainstein, J. and Froy, O., ‘High caloric intake at breakfast vs dinner differentially influences weight loss of overweight and obese women.’ Obesity (Silver Spring, Dec 2013); 21(12):2504–12. doi: 10.1002/oby.20460. Epub Jul 2, 2013. PMID: 23512957.


[Закрыть].

Да, такие данные, кажется, ясно говорят нам, что наш культурный феномен – основной прием пищи на ужин вечером – явление вредное. Но все-таки эту информацию надо дополнить. Во-первых, эти исследования проводились с людьми, которые активно пытались похудеть, ели одинаковую пищу, только в разное время. Это хороший пример опытов, в которых контролируется только одна переменная уравнения, а именно время приема пищи. Разница в результатах была, заметим, относительно небольшой и касалась количества жира и скорости, с которой люди его теряли.

А как быть с людьми, которые не сидят на диете, а просто едят разное количество пищи в разное время дня? Здесь у нас нет четкого ответа. Есть данные о том, что прием пищи после восьми вечера связан с увеличением ИМТ[48]48
  Baron, K. G., Reid, K. J., Kern, A. S. and Zee, P. C., ‘Role of sleep timing in caloric intake and BMI.’ Obesity (Silver Spring, July, 2011); 19(7):1374–81. doi: 10.1038/oby.2011.100. Epub Apr 28, 2011. PMID: 21527892.


[Закрыть], но есть и другие данные, которые этого не подтверждают. Проблема в том, что, в отличие от экспериментов с потерей веса, здесь идет речь об исследованиях, полученных в результате наблюдений. То есть ученые наблюдают за группой или населением и делают логические выводы. Но ключевые переменные, в данном случае – сколько было съедено еды и когда, уже не контролируются. В результате мы, бесспорно, получаем ценную информацию, но в ней очень много примесей. С уверенностью можно заключить вот что: да, время приема пищи имеет неоспоримое влияние на массу тела. Однако эффект этого влияния выражен слабо и наблюдается только на уровне популяции. К тому же, большинство людей днем работают, так что время на главную, неспешную еду у нас есть только вечером – и вряд ли эта ситуация изменится в обозримом будущем. При этом если человек хочет похудеть, то уменьшить количество калорий, и прежде всего – калорий, которые он потребляет на ужин, будет, как показывают исследования, разумным решением.

КУДА ИДУТ ЛИШНИЕ КАЛОРИИ

И вот пища пережевана, обработана кислотой, превращена с помощью энзимов нашего кишечника в сахар, аминокислоты и жирные кислоты, и они поступили в кровь. Что дальше?

Понятно, что первым делом все питательные элементы должны обеспечить активность нашего тела. То, что мы не используем немедленно, а это касается большинства калорий, которые мы поглощаем, будет отложено про запас. Мы все-таки не колибри – это колибри едят постоянно, чтобы не умереть с голоду.

Весь жир, который мы не используем немедленно, пойдет, естественно, в жировые отложения. Избыток белка должен обеспечивать тело энергией, и если вы поднимаете тяжести, то он пойдет на строительство мышц. Но реальность такова, что мы не можем откладывать белок или излишек аминокислот про запас. Все, что не используется немедленно, превращается в жир. Так что если вы получите слишком много калорий из белка, вы просто прибавите в весе. Что касается глюкозы, то примерно 25 граммов глюкозы, то есть около 100 калорий, циркулирует в крови постоянно. Большее количество глюкозы превращается в гликоген. Около 400 граммов гликогена содержится в мышцах и около 90–100 граммов – в печени. В сумме это около 2000 калорий из углеводов, их наш организм способен хранить в резерве, и в целом на них можно протянуть дня два. Гликоген является энергетическим резервом, который можно использовать быстро в случае острой нужды в глюкозе. Вот почему спортсмены «нагружаются» углеводами накануне больших соревнований: им нужно пополнить запасы гликогена в мышцах и печени, чтобы использовать их в качестве легкодоступной энергии во время бега на длительные дистанции, велосипедной езды, плавания и т. д. Однако гликоген при всей своей доступности – не очень эффективный способ хранить запасы энергии. Чтобы получить 1 грамм гликогена, нужно 3 грамма воды. Поэтому верхний лимит содержания гликогена всегда будет около 500 граммов – ведь нам нужно столько воды, чтобы его хранить. А теперь посмотрите на жир: воды вообще не содержит, энергетически очень плотный. Среднего роста взрослый с нормальным весом имеет 10–20 килограммов жира, а это 90 000–180 000 калорий! Поэтому вся свободная глюкоза, которая не стала гликогеном, тоже превращается в жир. Так что ответом на вопрос «Куда уходят лишние калории?» будет: почти полностью в жир.

ЧТО ТАКОЕ ЖИР?

Мы используем слово «жир», чтобы описать особые отложения, которые есть у всех нас – у кого-то больше, у кого-то меньше. Научный термин для обидного слова «жирный» – это, конечно, «имеющий излишний вес» или «страдающий ожирением» – смотря о каких размерах идет речь. Научный термин для слова «жир» – жировая ткань, которая состоит в основном из адипоцитов, отдельных жировых клеток. Каждый адипоцит похож на пустой воздушный шарик, что помогает ему вмещать лишнюю энергию из поступающих в организм жира, белков или углеводов. Лишняя энергия превращается в липиды, которые наполняют адипоцит и образуют одну большую липидную капельку, занимая почти весь объем клетки, продолжая расти, так что адипоцит может надуться, опять-таки, как воздушный шарик. Когда вы полнеете, увеличение жировой массы происходит в основном из-за этого свойства адипоцитов растягиваться, как воздушные шарики, когда их наполняют липиды (хотя новые адипоциты, конечно, тоже образуются). И наоборот, когда мы теряем вес, мы не теряем жировые клетки; скорее, поскольку мы используем запасы жира, эти клетки сдуваются. Хотя углеводы легче мобилизовать, и поэтому они первые используются организмом, все-таки наше тело прежде всего работает на жире, который обычно дает нам больше половины всей необходимой энергии. Не будем забывать, что 1 грамм углеводов даст нам 4 калории; то же самое и с белком; а вот 1 грамм жира, если его использовать полностью, – это 9 калорий.

Очень долго люди думали, что жир – это нечто пассивное и биологически инертное. Он служит своего рода подушкой (только представьте, каково нам было бы сидеть на стуле, если бы форма у ягодиц была другой), изолятором, и еще, конечно, это наш основной запас энергии на долгий срок. Но информация о том, сколько в организме имеется жира, чрезвычайно важна для мозга, ведь косвенно она означает, сколько времени мы можем провести без еды. Как только был открыт гормон лептин, который образуется как раз в адипоцитах[49]49
  Zhang, Y. et al., ‘Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue.’ Nature 372 (1994), 425–32, doi:10.1038/372425a0.


[Закрыть], жир неожиданно вошел в пантеон других органов, производящих гормоны, иначе говоря, в состав эндокринной системы. Лептин циркулирует в крови, сообщая, сколько в организме жира, и мозг принимает это сообщение. Но оказалось, что жир производит и другие гормоны, просто лептин был открыт первым. Количество жира – важный фактор для многих биологических функций, для размножения и для иммунной системы, поэтому жир «сообщает» о своем состоянии многим органам, прежде всего мозгу, с помощью целого арсенала разнообразных гормонов[50]50
  Fasshauer, M. and Bluher, M., ‘Adipokines in health and disease.’ Trends Pharmacol Sci 36 (2015), 461–70, doi:10.1016/j.tips.2015.04.014.


[Закрыть].

СКОЛЬКО И ГДЕ

Почему ожирение вредно для здоровья?

«Потому что в организме слишком много жира», – часто слышу я в ответ. Да, это описывает проблему, но не объясняет ее.

Так почему же вредно иметь в организме слишком много жира?

На самом деле это удивительно многомерный вопрос, и все наши научные поиски за последние годы привели к тому, что мы все еще не можем дать на него совершенно точный ответ. Но тем не менее мы в целом уже можем кое-что сказать, хотя не надо забывать, что самая коварная часть любого вопроса как раз не в целом, а в деталях.

Итак, первый и самый очевидный ответ касается законов физики: это лишняя борьба с гравитацией. Слишком большой вес замедляет ваши движения, снижает активность, а это ведет к потере мышечной массы и еще меньшей активности – в общем, замкнутый круг.

У людей с ожирением также возрастает риск остановки дыхания во сне: у спящего человека затрудняется проход воздуха через дыхательные пути, что приводит в лучшем случае к храпу, а в худшем – к полной остановке дыхания, сердечной аритмии и низкому уровню кислорода в крови. Излишний вес вреден и для суставов, повышая риск остеоартиртов, особенно коленного сустава, если сравнивать с людьми, которые имеют нормальный вес. Однако само ожирение редко приводит к смерти. Скорее, оно становится почвой для множества болезней, таких как диабет 2-го типа, сердечно-сосудистые заболевания, высокое давление и некоторые виды рака, и «помогает» им развиваться.

Но почему же ожирение ведет ко всем этим сопутствующим болезням? Ответы на этот вопрос опять-таки комплексны и являются предметом самых передовых и активных исследований. В процессе этих исследований возникло три направления мысли, и все они не исключают друг друга.

Первое направление – концепция липотоксичности[51]51
  Vidal-Puig, A., ‘Adipose tissue expandability, lipotoxicity and the metabolic syndrome.’ Endocrinol Nutr (2013); 60 Suppl 1:39–43. PMID: 24490226.


[Закрыть], что буквально означает «отравление жиром». Для жира звучит как серьезное обвинение, но не будем забывать, что в нормальной ситуации адипоциты надежно хранят излишки липидов и жирных кислот. А что случается, если ваш «склад жира» переполнен? Как я уже говорил, чтобы вместить жир, адипоциты раздуваются, как воздушные шарики. Но бесконечно раздуваться они тоже не могут. Переполненный адипоцит, однако, не лопается, как воздушный шарик, – он просто перестает впускать в себя жир. Липиды, которые не могут попасть в жировые клетки, должны отправляться куда-то еще, поэтому они попадают в ткани, которые совсем для них не предназначены, например в мышцы или печень. Попав туда, липиды начинают влиять на функции этих органов и тканей. Например, бо`льшая часть глюкозы из крови поступает в мышцы, на которых лежит вся физическая нагрузка. А потому в мышцах содержится самый большой запас гликогена в теле. После приема пищи уровень глюкозы в крови повышается, а с ним повышается и уровень инсулина, производимого поджелудочной железой. Мышцы реагируют на это следующим образом: забирают глюкозу и перерабатывают ее в гликоген. Однако большое количество липидов в мышцах мешает этому процессу и делает мышцы резистентными к инсулину. Это означает, что они забирают из крови все меньшее количество глюкозы – симптом тревожный, потому что оптимальный уровень глюкозы в крови у нас довольно низкий (4–7 ммоль/л). Тогда поджелудочная железа начинает работать интенсивнее, производя большее количество инсулина. Каждый орган в теле устроен так, чтобы работать в установленном режиме определенное количество времени. Очень похоже на принцип работы автомобиля, который спроектирован так, что может проехать определенное расстояние в определенном режиме работы мотора. Усиленная работа поджелудочной железы – как незапланированная нагрузка на мотор автомобиля: с ней ваша машина долго не протянет. Когда организм становится нечувствительным к инсулину, его поджелудочная железа не справляется с объемом работы и начинает сдавать: уровень глюкозы в крови повышается, и человек становится диабетиком. Это и есть диабет 2-го типа. У диабета 1-го типа иной механизм: при нем иммунная система организма атакует и разрушает клетки поджелудочной железы, производящие инсулин. В этом случае человеку требуются ежедневные инъекции инсулина; это более острое заболевание, и, еще раз повторим, природа у него другая.

Второе направление берет за основу следующую идею: проблема не только в излишке жира, но и в том, где он откладывается. Как я уже объяснил в главе 2, форма тела у человека определяется именно жировыми отложениями, и на это влияет на наследственность. Есть люди толстые в талии, но руки и ноги у них относительно худые: так называемая «форма яблока». Есть люди с широкими бедрами и толстыми ногами, а верхняя часть тела у них меньше – это форма «груши». А иногда люди просто равномерно толстые.

Наши «яблоки» – это, как правило, мужчины (хотя есть и исключения), а жир у них скапливается вокруг внутренних органов. Этот тип жира называется висцеральным, и его еще можно узнать по большому, но тугому так называемому «пивному» животу. Другой тип жира – подкожный; он, как и показывает его название, находится прямо под кожей и может располагаться где угодно.

«Груши» – это, как правило, женщины (хотя тоже есть исключения), а жир у них скапливается прежде всего в ягодицах и ногах. Еще подкожный жир может откладываться на руках, и здесь вы можете измерить его колебательный фактор. Поднимите руку так, словно хотите полюбоваться на свой бицепс. Теперь, не напрягая руки, легонько толкните нижнюю часть предплечья. Как она двигается: только один раз? Или качается туда-сюда как маятник? Это и есть колебательный фактор. Подкожный жир также откладывается на животе и у женщин, и у мужчин. Поскольку он находится прямо под кожей, он более мягкий и «тряский», чем «пивной» живот. Я использую все эти описания безо всякого намерения обидеть или оскорбить кого-то. Я просто надеюсь, что они помогут вам подсчитать колебательный фактор ваших рук, посмотреть на ваш живот и понять, каковы ваши собственные жировые отложения (если они вообще у вас есть). Я, например, могу вам сообщить (и моя жена может подтвердить, что я говорю правду), что колебательный фактор у меня на руках почти равен нулю, а вот мой живот больше, чем должен быть (неслучайно мой ИМТ равен 26), и, судя по его колебаниям, это излишек подкожного жира. Еще одно место, где у меня откладывается жир, – это мои щеки. Они похожи на щеки белки, о чем мне все время напоминает моя жена. Из-за щек лицо у меня кажется совсем круглым, я думаю, его вполне можно использовать, чтобы рассчитать более-менее точно число π.