Диетология. Кето-диета. Ч. VI

Часть I: http://www.proza.ru/2019/01/23/2022
Часть II: http://www.proza.ru/2019/02/06/224
Часть III: http://www.proza.ru/2019/02/12/386
Часть IV: http://www.proza.ru/2019/02/15/1644
Часть V: http://www.proza.ru/2019/02/18/178


Таким образом, у здорового человека основа обмена веществ строится на использовании глюкозы в качестве источника энергии, поставляемой в виде АТФ индивидуально к каждой из реагирующих молекул, без чего не способен существовать ни один живой эукариотический организм. Нормальный диапазон изменения концентрации глюкозы в крови для большинства здоровых взрослых людей составляет примерно 0.7-1.4 г/л. У здорового человека при приближении уровня глюкозы к нижней границе нормы – 0.6 г/л – срабатывают три основных защитных механизма: снижается выработка инсулина поджелудочной железой, повышается продукция глюкагона - пептидного гормона альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы и  стимулируется процесс глюконеогенеза, протекающий в печени и немного в почках. Это - только основные реакции на снижение уровня глюкозы. В определенных условиях, в основном в условиях сна, подключается также гормон роста.

Глюкоза функционирует во всех компартментах человеческого организма. Сложный многофункциональный механизм поддержания нормального уровня глюкозы в крови у каждого организма функционирует индивидуально. Всё зависит от текущего физиологического состояния, манеры питания, мышечной активности и особенности сна, в процессе которого поступление глюкозы в мозг ставится на жёсткий контроль организма. Никакие из веществ, участвующих в метаболизме, не контролируются с такой тщательностью, как контролируется глюкоза. Если организму не хватает каких-то аминокислот, компонентов жиров, неорганических элементов и т.п., то организм добывает их на первых порах в стиле добывания изюма из булочек - путём апоптоза - растворения клеток, т.е. перерабатывания части клеток организма для получения сырья, необходимого для здорового функционирования организма. Человек остаётся вполне жизнеспособным, когда количество отложенного жира делает его переливающимся чудом на двух ногах, но подобный произвол с глюкозой природа не допускает.

В процессе эволюции происходило постоянное совершенстование механизмов поддержания нормального уровня глюкозы в крови. Это видно хотя бы из списка основных физиологических проявлений, сопровождающих снижение концентрации глюкозы в крови ниже физиологической нормы: усталость, снижение концентрации внимания, головокружение, зрительные и речевые нарушения, изменение поведения, судороги, сердцебиение, дрожь, бледность, нервозность и тревожность, ночные кошмары, потоотделение, чувство голода, потеря сознания... Способы поддержания нормальной концентрации глюкозы в крови настолько сложны, что даже небольшие нарушения в функционировании этих механизмов - генетические и диетологические - приводят к тяжелым последствиям.

Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами клеток печени. В итоге это приводит к гликогенолизу, к усилению распада депонированного в печени гликогена - полимера глюкозы. "Животный крахмал" гликоген образует энергетический резерв, который может быть быстро мобилизован при необходимости восполнить внезапный недостаток глюкозы. Хотя гликогеновый запас глюкозы не столь ёмок в калориях на грамм (в среднем гликогена содержится 120-150 г в печени), как запас жиров, но он при необходимости реализует выделение глюкозы в кровь намного быстрее и эффективнее, чем это можно реализовать при распаде триглицеридов. Только гликоген, запасённый в гепатоцитах - клетках печени - может быть переработан в глюкозу для питания всего организма. Таким образом, в норме используется два источника поступления глюкозы в организм человека и животного - с пищей и путём разложения гликогена.

Очень важно поддерживать постоянный запас гликогена в организме. Растительный аналог гликогена - крахмал является главным аккумулятором энергетических ресурсов в растениях. Он вырабатывается всеми зелеными растениями, запасается в семенах, клубнях и корнях, в форме гранул хранится в хлоропластах. Многие диетологи, не очень хорошо знакомые с особенностями потребления крахмала человеком, предлагают для сохранения фигуры ограничить потребление крахмала. Но это является очередным диетологическим мифом. В отличие от человека, у которого запас глюкозы в виде гликогена может исчерпываться довольно быстро в отсутствии постоянного синтеза гликогена de novo, у растений крахмал стабильно сохраняется неограниченное время. Даже веками. В Израиле, например, из косточки финиковой пальмы, которой было две тысячи лет, вырастили дерево, которое на 11 год дало плоты. В отсутствие крахмала в семенах сохрнанение способности к прорастанию было бы невозможно.

Единственная роль крахмала в рационе человека – превращение его в глюкозу. Крахмал расщепляется медленно. В тот момент, когда крахмалистая пища попадает в ротовую полость, слюна окружает молекулы крахмала, воздействуя на них с образованием мальтозы - более простого углевода. Затем крахмал и продукты его превращения попадает в тонкую кишку, где превращаются в глюкозу. И только после этого организм поглощает выделяющуюся глюкозу стенками кишечника, она попадает в кровь и уже по сосудам передвигается по всему организму. Из-за медленного процесса переваривания крахмала организм не способен сразу использовать всю порцию глюкозы, полученную из крахмалов. Лишнее хранится в виде гликогена в тканях печени и мышц. И когда организм переживает упадок сил, гликоген приходит ему на помощь. Наилучшие источники крахмала - рис, в котором его содержание доходит до 80%, белый хлеб (66%) и гречка (64%), а в вареном картофеле крахмала всего 14%.

Почему я пишу о крахмале? Дело в то, что предок человека, живший миллионы лет назад, не имел возможности потреблять простые углеводы. Не было мороженного, конфет, даже мёд был редчайшим лакомством, намного более редким, чем черная икра на столе у современного среднего человека. Дикие фрукты в те далёкие времена не были сладкими, мичурины ещё не родились. Те, кто пробовал дикие лесные яблоки и груши, дикий кизил и сливы, знают это. Единственный простой углевод - лактоза, димер глюкозы и галактозы - был доступен человеку короткий период во время кормления его материнским молоком, поскольку глюкоза и галактоза имели и имеют важное значение при формировании мозга новорожденного ребёнка. Единственным стабильным источником глюкозы для синтеза АТФ был крахмал. Именно по этой причине крахмал безвкусен, а глюкоза, фруктоза, сахароза обладают столь приятным сладким вкусом, стимулируют выработку гормонов, улучшающих настроение. Мозг человека считает сладкий вкус поощряющим. Именно поэтому настолько типична ситуация, когда конфетами, шоколадом или мороженным люди себя балуют. Аналогичная ситуация и с солью. Миллионы лет тому назад натрий был практически недоступен, в то время как калий содержался в растительной пище наших пращуров в огромном избытке по сравнению с натрием. По этой причине почки современного человека удерживают натрий и рециркулируют его, в то время как калий свободно выделяется с мочой и не удерживается. Именно по этой причине мозг пооощряет потребление натрия, хотя избыток натрия наносит вред организму, как и избыток сладкого.

Как я упоминал выше, существуют генетические предпосылки тенденции к накоплению излишнего веса. Например, антрополог Уильям Шелдон разработал теорию типов телосложения и темперамента, подразумевающую условное разделение различных типов телосложения человека на три ключевые категории - эктоморф (склонный к худобе), мезоморф (спортивный и мускулистый от природы) и эндоморф (склонный к набору лишнего веса). В реальности же существует бесчисленное количество комбинаций соматотипов, а четких критериев определения этих типов просто нет. У женщин, например, верхняя часть туловища может соответствовать одному типу телосложения, а нижняя часть - другому. И тем не менее, все соматотипы способны в значительной мере накапливать лишний жир. И это накопление в значительной степени стимулируется избытком поступления глюкозы в кровь. Здесь очень важно ясно себе представлять, что речь идёт не о концентрации глюкозы в крови, а о скорости её оборота.

В науке десятилетиями обсуждается применимость классической термодинамики к живым объектам. В попытках установления истины одни просто доказывают, что второй закон термодинамики не может быть нарушен, поскольку он не может быть нарушен никогда. Другие же получают нобелевские премии за придумывание всяких обходных манёвров, основанных на использовании акробатических приёмов из разряда высшей математики. На самом же деле, как я писал ранее (http://www.proza.ru/2018/09/08/378), феномен биологии, отсутствующий в явлениях неживой природы, на объяснении которых и построена классическая термодинамика, состоит в индивидуальной доставке энергии к каждой реагирующей молекуле. Всё предельно просто и удивительно, что до этой простой мысли никто ранее не додумался. Биология появилась с возникновением ферментов, с помощью которых эта индивидуальная доставка АТФ к реагирующим молекулам осуществляется. Благодаря этому в одном и том же микрообъеме клетки осуществляется огромное множество реакций, к которым понятие "статистика" никак неприменимо. Используемое в термодинамике статистическое физическое понятие "энтропия",  характеризующее вероятность осуществления какого-либо макроскопического состояния, к биологическим объектам отношения не имеет.

Именно по указанным выше причинам у одни людей может быть ускоренный метаболизм, ускоренный обмен веществ и это очень трудно идентифицировать. Лишь некоторая доля от этой специфики обмена проявляется в экономности и рациональности телодвижений, в частоте стрессовых реакций, в уровне либио, в интенсивности мыслительных процессов, которые, как известно, необязательно сопряжены с решением конкретных задач, в интенсивности процессов сновидений, в результате которых тратится огромное количество АТФ, из которого образуется цикло-АМФ и пирофосфат. Цикло-АМФ облигатно необходим для работы гормонов. Все описанные ипостаси реальной жизнедеятельности требуют расхода АТФ, соответственно, расхода глюкозы. Количества свободной глюкозы, соответственно, количества свободной АТФ в организме могут быть строго ограниченными. За день по приблизительным оценкам организм человека синтезирует порядка 40-50 килограммов АТФ вне зависимости спит он или совершает пробежку. И люди очень отличаются интенсивностью метаболизма, которую померить нельзя, но можно легко идентифицировать по объёму бёдер. И во всех случаях речь идёт о поступлении в организм количеств глюкозы.

Голод сопровождал человека на самых ранних стадиях эволюции. Тогда не было холодильников, нельзя было запастись едой в магазине. Человек питался растительной пищей и в определенные периоды года голодал. В 1944 году доктор Ансель Кис (Ancel Keys) в городе Миннеаполис (штат Миннесота) провёл знаменитый опыт с голоданием, в котором приняли участие 36 молодых мужчин.  Результаты этого эксперимента были описаны James A. Tobey в Am J Public Health Nations Health. 1951 Feb; 41(2): 236–237. Ансель Кис заведовал Лабораторией физиологической гигиены в Миннесотском университете. В то время в Европе от голода страдали миллионы людей, но в мире нашлось очень мало врачей, которые действительно могли им помочь побороть последствия истощения после окончания войны, поскольку на тот момент практически отсутствовала какая-либо научная информация по данной проблеме. Кис убедил военных, что его исследование принесёт огромную пользу – получение практических и эффективных методов реабилитации позволит улучшить здоровье населения и установить демократию в послевоенной Европе.

План исследования Анселя Киса был весьма прост: сначала довести испытуемых до состояния, близкого к полному истощению, а после вернуть их к нормальному режиму питания. "Голодный" эксперимент начался в ноябре 1944 года и окончился 25 октября 1945 года. Волонтёры выглядели ходячими скелетами: кожа да кости. Но этот эксперимент показал, что голодание не нанесло вреда волонтёром. Вот как описывал Ансель Кис итоги эксперимента: "Через четыре месяца после окончания голодания, почти все участники вернулись к умеренному потреблению в 3200-4200 калорий в день. Они все превзошли свой вес, имевшийся до начала эксперимента, и исследователи отмечали, что округлость форм стала доминантным признаком мужчин, которые вступили в эксперимент сухими и подтянутыми. Через пять месяцев их либидо полностью восстановилось, сперматозоиды стал активными и подвижными. Сердца стали нормального размера, объем легких восстановился до нормы. Никаких жалоб, кроме одышки, которая появилась из-за лишнего веса. Даже хорошие манеры участников вернулись, все стали гораздо доброжелательнее."

Понятно, что в процессе голодания у участников утилизировались запасы жиров, для поддержания метаболитических процессов использовались клетки организма, которые можно было переработать без нанесения необратимого вреда организму. Этот опыт показал, что голод является физиологически приемлемым состоянием, заложенным в генетической структуре предков человека. Человек при голодании мобилизует запасы и запасы эти мобилизуются в первую очередь путём физиолого-биохимической системы синтеза глюкозы из самых различных молекул, включая аминокислоты и жиры под названием "глюконеогенез".


(Продолжение следует)