Ричард Джонсон

Твоя толстая натура

Чем полезен «вредный» жир и как взломать механизм набора веса

Richard Johnson

Nature Wants Us to Be Fat: The Surprising Science Behind Why We Gain Weight and How We Can Prevent and Reverse It

Все права защищены.

Ни одна часть данного издания не может быть воспроизведена или использована в какой-либо форме, включая электронную, фотокопирование, магнитную запись или иные способы хранения и воспроизведения информации, без предварительного письменного разрешения правообладателя.

Перевод Анваера Александра

Copyright notice for NATURE WANTS US TO BE FAT shall read

© 2022 by Richard Johnson

Published by arrangement with BenBella Books, Inc., and Folio Literary Management, LLC.

© ООО «Издательство АСТ», 2023

* * *

«Не калории имеют значение. Доктор Джонсон объясняет, как простая мутация превратила простой сахар, фруктозу, якобы источник энергии, в метаболический яд, спровоцировавший эпидемию хронических болезней, поразивших и Америку, и весь остальной мир».

Роберт Лустиг, нейроэндокринолог, автор книги «Рассуждения о метаболизме» (Metabolical).

«Чарующий взгляд на науку об ожирении в обрамлении массы полезных практических советов. Доктор Джонсон утверждает: «Не культура делает нас толстыми, а биология» и объясняет эту биологическую причину с точки зрения эволюции. Это очень важная книга».

Джейсон Фанг, автор книги «Код ожирения»[1] (Obesity Code)

«Рик всю свою профессиональную карьеру посвятил изучению метаболических свойств фруктозы и внес в это дело поразительную ясность. Я многому научился из его исследований, они сформировали мое отношение к нутрициологии, инсулинорезистентности, неалкогольной жировой болезни печени, сахарному диабету 2-го типа и множеству метаболических нарушений, входящих в кластер метаболического синдрома. Предлагая эволюционное объяснение уникальной метаболической роли фруктозы, он исключает эмоции из обсуждения этой болезненной проблемы и предоставляет биологии самой говорить от своего имени».

Питер Аттиа, основатель Early Medical и автор подкаста The Drive

«Эта очаровательная провокационная книга утверждает, что фруктозе выпала уникальная роль в развитии сахарного диабета, ожирения и других хронических заболеваний. Существует ли «жировое переключение» и можем ли мы повернуть его вспять? Доктор Джонсон увлекает нас в захватывающее путешествие, знакомя с исследованиями животных и людей, с событиями из истории человечества, и дает четко сформулированные ответы».

Нина Тейхольц, научный журналист и автор бестселлера «Большой жирный сюрприз»[2] (The Big Fat Surprise)

«Что, если фруктоза представляет собой ключевой знаменатель возникновения и поддержания ожирения? Доктор Джонсон представляет убедительные, полученные в тщательно спланированных исследованиях данные, объясняя, почему природа специально создала наши организмы способными накапливать жир в ответ на избыток фруктозы, объясняя так же, как это знание может позволить нам выкарабкаться из ямы повальной эпидемии метаболических заболеваний, поразивших нас. Вы узнаете не только о том, как фруктоза управляет «переключением в режим выживания», заставляя нас накапливать жир, но и какую лепту вносят в этот процесс такие факторы, как обезвоживание, вкус умами и даже витамин C. Метаболические нарушения буквально свирепствуют по всему миру, собирая свою страшную дань в виде отнятых жизней, страданий и финансовых издержек на лечение. Эта книга является основанным на строгих научных данных путеводителем и практическим справочником, который поможет продвинуться вперед любому, кто хочет похудеть, вернуть себе контроль над своим здоровьем и понять влияние пищи на организм».

Кейси Минз, врач, исследователь метаболизма и сооснователь Levels

«Доктор Джонсон – известный ученый, совершивший удивительные открытия в сфере метаболизма фруктозы и его связи со здоровьем. В этой книге он представляет на суд читателей вполне правдоподобную новую теорию, объясняющую, почему все больше и больше людей набирают лишний вес и что с этим можно сделать. Редкая книга, которая может простыми словами объяснить суть напряженного научного труда, потребовавшего десятилетий упорной работы. Я считаю эту работу ценной и полезной и для ученых, и для врачей. Простота изложения делает ее доступной и для широкого круга интересующихся читателей».

Джефф Волек, профессор университета Огайо, сооснователь и научный руководитель Virta Health, автор книг «Искусство и наука жизни на низкоуглеводной диете», «Искусство и наука сохранять работоспособность на низкоуглеводной диете»

«Рик Джонсон – ученый мирового уровня и одаренный писатель. Он давно находится на переднем крае исследований в области питания и физиологии, и разработал новый взгляд на метаболическое объяснение того факта, что мы обречены набирать вес, и объяснил, как бороться с этим явлением. Рик пишет о последних исследованиях в этой области доступным и понятным языком, искусно иллюстрируя свои положения примерами из реальной жизни и культурных феноменов, делая изложение убедительным, информативным и интересным».

Майкл Горан, автор книги «Противостояние сахару» (Sugarproof)

«Благодаря моему интересу к связи между питанием и функциями мозга я внимательно слежу за статьями и книгами Ричарда Джонсона. Он всегда находится на переднем рубеже диетологии и здравоохранения, особенно когда речь идет о ключевой роли фруктозы. Его новая книга «Природа хочет сделать нас толстыми» задает новые стандарты понимания патологических основ ожирения и метаболических расстройств. Джонсон представляет полноценное научное описание основополагающих естественных причин и использует эту информацию, чтобы снабдить нас новыми, революционными инструментами для избавления от ожирения и метаболических нарушений. Эту книгу надо читать как представителям медицинского и научного сообществ, так и широкому кругу читателей».

Уильям Уилсон, семейный врач, автор книги «Истощение мозга» (Brain Drain)

«Несмотря на стереотипы о том, что страдающие ожирением люди ленивы, глупы и неспособны контролировать потребление пищи, реальность заключается в том, что лишь еде имеет значение, когда речь заходит о прибавке лишних килограммов. Сосредоточившись вначале на фруктозе как причине прибавки в весе, доктор Ричард Джонсон посвятил многие годы изучению этого явления, и теперь он понимает, что в ожирении играет роль не только простое потребление фруктозы. «Природа хочет сделать нас толстыми» по косточкам разбирает, как развивается ожирение и что следует делать, чтобы раз и навсегда справиться с его эпидемией. Фантастическое чтение!»

Джимми Мур, автор мирового бестселлера «Кетонная ясность» (Keto Clarity)

«Авторитетно и понятно «Природа хочет сделать нас толстыми» представляет критический взгляд на вызов ожирения, брошенный человечеству. Джонсон, значительный исследователь в этой области, предлагает новую схему для понимания причин увеличения веса тела, объясняет, почему трудно сбросить лишний вес, а также рекомендует наиболее эффективные стратегии поддержания оптимального веса тела и здоровья. «Природа хочет сделать нас толстыми» содержит множество сведений, важных для медиков, пациентов и всех, интересующихся вопросами борьбы с лишним весом и ожирением в их личной жизни».

Барбара Горовиц, профессор Гарвардского университета и соавтор книги Zoobiquity

«Профессор Рик Джонсон, автор «Жирового переключения», написал обязательную к прочтению следующую книгу, великолепное продолжение первой; она изобилует информацией об удивительных научных фактах, объясняющих прибавку в весе. В попытке осмыслить нашу древнюю генетику и результат исследований природы автор использует заимствования из живой природы, чтобы объяснить и понять влияние жира и почему ожирение стало медленно развивающейся пандемией. Читайте эту книгу и учитесь у одного из самых популярных ученых, чтобы понять, почему природа хочет сделать нас толстыми».

Петер Стенвинкель, сотрудник Каролинского института, врач и биолог, исследующий вопрос о том, чему природа может научить медицину

«Природа хочет сделать нас толстыми» – это книга, которую непременно надо прочитать. В ней описано путешествие признанного ученого, переходящего от зоологических и антропологических наблюдений к строгим лабораторным опытам, и все это вместе приводит к выводу о том, что природные защитные механизмы лежат в основе ожирения и других современных болезней. Сам вояж описан живо и интересно; вы не сможете отложить книгу, не перевернув последнюю страницу».

Бернардо Родригес-Итурбе, профессор медицины и бывший президент Международного общества нефрологов

«Преподаватель, клиницист, исследователь ожирения и писатель Ричард Джонсон в своей новой книге «Природа хочет сделать нас толстыми» представляет уникальный взгляд на коренную причину ожирения и многих хронических болезней. С эволюционной точки зрения он объясняет, что мы едим ради выживания – но в современном мире, полном избыточности, наступил диссонанс между нашей истинной потребностью в еде и окружением, заполненным переработанной и рафинированной пищей, которая дразнит наш аппетит и заставляет набирать жир. Автор объясняет уникальные роли фруктозы и мочевой кислоты как триггеров прибавления в весе и возникновения хронических болезней; пишет он и о том, что можно сделать для предупреждения и лечения этих расстройств. Я настоятельно рекомендую эту хорошо написанную и понятную книгу самому широкому кругу читателей, а также специалистам в области медицины».

Джеффри Гербер, врач-диетолог, один из организаторов Low Carb Conferences

«Это удивительная книга; ее можно описать как одиссею доктора Джонсона по лабиринту на пути к объяснению того, почему столь многие из нас заболевают ожирением и сахарным диабетом 2-го типа. Автор оживляет книгу чудесными примерами из жизни животных, которые вполне целенаправленно жиреют, чтобы пережить неблагоприятные природные условия. Это так называемое переключение в режим выживания, является, по мнению Джонсона, тайным ключом к причине поражающего нас ожирения. Большинство из нас ныне живут в мире тотального избытка, хотя наше рождение и становление прошло в условиях, где приходилось выживать и переживать внезапно наступавшие периоды недостатка пищи. Таким образом, теперь переключение в режим выживания стало нам вредить.

В книге рассказано о том, как фруктоза без всякой нужды осуществляет это переключение, загоняя нас в процесс ожирения. Гипотеза следует за гипотезой, автор описывает великое множество экспериментов, которые Джонсон сам и его коллеги проводили для того, чтобы подтвердить или опровергнуть выдвинутые ими теории.

Книга понятна, доступна и очень легко читается».

Грэхем МакГрегор, профессор кардиологии в Институте Вольфсона, председатель медицинской школы Лондона и Дартса (Великобритания) и председатель общества Action on Salt and Sugar

Посвящается моим наставникам и образцам для подражания, включая моего отца, Дж. Ричарда Джонсона; Вильяму Кузеру; Сеймуру Клебанофф; Крейгу Тишеру; Томасу Берлу; Стивену Беннеру. Членам моей семьи: Ольге, Трейси и Рикки, а также моим пациентам, которым я благодарен за возможность осуществлять их лечение.

Предисловие

Естественный отбор – правильнее будет сказать, генетический отбор – это процесс, в ходе которого окружающий мир, где обитает данный организм, «выбирает» специфические вариации генетической конституции, которые в наибольшей степени способствуют выживанию, и эти выгодные вариации в дальнейшем передаются от поколения к поколению. Является ли генетическое строение полезным или нет, в большой степени зависит от контекста, так как все определяется средой, в которой организм старается выжить.

По большей части изменения окружающей среды, влияющие на жизнь на нашей планете, происходят относительно медленно. Постепенная природа сдвигов, проявляющихся изменением таких переменных, как температура и доступность пищи, хорошо сочетается с отбором случайных генетических вариаций, которые кодировали признаки, способствовавшие выживанию перед лицом новых вызовов окружающей среды, – это динамический процесс, имеющий первостепенное значение для непрерывного улучшения генома любого живого организма.

Как весьма красноречиво говорит доктор Джонсон, наши отдаленные предки из отряда приматов столкнулись с таким вызовом окружающей среды много миллионов лет назад. Продолжавшееся миллионы лет остывание планеты, и, как следствие, уменьшение доступности пищи оказывало на отбор эволюционное давление, благоприятствовавшее сохранению генов, максимально полезных для выживания. Новая генетическая конституция стала инструментом, обеспечившим преимущество в выживании за счет того, что снабдила наших далеких предков способностью более интенсивно синтезировать и накапливать жир, а это было мощное и эффективное физиологическое преимущество в периоды недостатка пищи.

Нет сомнения, что эти генетические изменения давали преимущества и нашим более недавним, уже человеческим предкам, чей успех на охоте и во время сбора плодов не всегда был гарантирован. В самом деле, в течение почти всей истории существования человека наша продовольственная безопасность никогда не отличалась надежностью.

Но с развитием земледелия около четырнадцати – семнадцати тысяч лет назад ситуация резко и драматично изменилась. Это событие, так называемая Аграрная революция, столкнула человеческую физиологию с мощным экологическим стрессом иного рода. В течение нескольких коротких тысячелетий, человечество научилось получать обильные калории из богатых углеводами культурных растений, и в конечном счете они стали составлять главную часть нашей диеты. Изменение было столь быстрым, что адаптивные генетические механизмы просто не успели вступить в игру. Угрожающее несоответствие экологии и эволюции приняло отчетливую форму и продолжает по сей день угрожать нашему здоровью. Наш генетический скелет продолжает готовить наши организмы к недостатку пищи, синтезируя и сохраняя жир в любой ситуации, когда мы потребляем много углеводов, в особенности фруктозы. По существу, мы вечно готовимся к зиме, которая никогда не наступает.

Аграрную революцию рассматривают как одно из величайших благ для человечества, и это на самом деле так. В результате повышения продовольственной безопасности человечество совершило невероятно громадные рывки вперед по пути прогресса. Но с точки зрения неспособности нашего генома поддерживать наше здоровье, о чем убедительно свидетельствуют более 2 миллиардов человек, страдающих избыточным весом и ожирением, есть веские причины оспорить универсальность заслуг такого напоминающего грандиозный катаклизм сдвига в питании. Как писал Юваль Ной Харари в своем бестселлере «Sapiens: краткая история человечества»[3]:

Это трудно в полном объеме представить себе людям современных процветающих обществ. Так как мы пользуемся изобилием и безопасностью и так как наше изобилие и безопасность построены на фундаменте, заложенном Аграрной революцией, мы априори полагаем, что Аграрная революция была чудесным улучшением жизни.

Наш геном весьма бережлив и расчетлив, это геном, приспособленный к такому регулированию физиологических функций, чтобы они в максимальной степени способствовали выживанию перед лицом недостатка пищи, то есть в ситуации, неведомой большинству людей в развитых странах. И, как объясняет доктор Джонсон, последствия этого экологически эволюционного несоответствия могут лежать в основе не только избыточного набора веса, но и множества других метаболических заболеваний, включая сахарный диабет и артериальную гипертонию.

В редакционной статье, опубликованной почти полвека назад в газете The Miami Herald, я исследовал последствия несоответствия экологических условий эволюционным приобретениям и заключил статью вопросом: «Но что можно сказать о современных людях, которые застряли где-то в прошлом со своим устаревшим оборудованием?» Наше «оборудование» – это наша физиология, конкретное выражение информации, содержащейся в генах и дарованная нам теми, кто жил до нас. И, если быть честными, наша человеческая физиология, хорошо приспособленная к среде, окружавшей наших предков, оказалась не так хорошо скроенной для окружения, с которым мы сталкиваемся теперь, и в особенности это касается пищи.

Наша миссия, если мы хотим достичь оптимального здоровья, заключается в приведении в гармонию нашей окружающей среды с нашей генетикой. И раз уж мы пока не в состоянии ускорить эволюционный процесс или произвести необходимые изменения в геноме, чтобы лучше соответствовать миру, где нам выпало жить, у нас есть все возможности повлиять на экологическую составляющую этого уравнения.

На следующих страницах доктор Джонсон излагает результаты двух десятилетий своих специализированных и новаторских исследований, в ходе которых он на животных моделях и в клинических исследованиях создал программу, призванную скомпилировать базу для более гармоничного отношения с нашей ДНК. Он показывает, как фруктовый сахар служит уникальной сигнальной молекулой, побуждающей организм синтезировать и откладывать жир, как резерв калорий, и вызывающей резистентность к инсулину – состояние, предшествующее развития сахарного диабета 2-го типа. И, наконец, доктор Джонсон позволяет читателю окунуться в мир очаровательной научной теории, почти единолично созданной им самим, которая подчеркивает центральную роль мочевой кислоты, конечного продукта метаболизма фруктозы, в глобальных нарушениях, участвующих в метаболических болезнях всех типов.

Понимание механизмов, посредством которых наш современный выбор образа жизни использует нашу древнюю генетику, открывает дверь к возможности изменения образа жизни, позволяющего достичь давно чаемой цели. И это на самом деле дар, вселяющий силы.

Дэвид Перльмуттер, доктор медицины, член Американской коллегии питания,

Хантсвилль, Онтарио, Канада

Введение. Рождение эпидемии

Дождливым утром 1 мая 1893 г. в присутствии 129 тысяч посетителей президент Гровер Кливленд открыл Чикагскую всемирную выставку, окончив свою приветственную речь нажатием на инкрустированную слоновой костью золотую кнопку, и осветил все шестьсот акров выставочной площади светом электрических ламп, заменивших газовое освещение. За шесть месяцев работы выставки ее посетили 27 миллионов человек, сделав ее крупнейшей выставкой девятнадцатого века и одним из наиболее значимых событий такого рода за всю историю человечества.

Выставка была посвящена четырехсотлетию первого путешествия Христофора Колумба к берегам Америки, и поэтому официальное название выставки было «Выставка памяти Колумба». Действительно, было множество экспонатов, воздававших должное славным деяниям прошлого. Полноразмерные модели «Ниньи», «Пинты» и «Санта-Марии» колыхались на волнах озера Мичиган близ Джексон-Парка; посетители имели возможность подняться на борт прославленных судов, чтобы получить наглядное представление об их путешествии. Рядом с выставкой располагалось шоу Буффало Билла «Дикий Запад». История его иллюстрировалась здесь кавалерийскими аттракционами, «индейскими» плясками, меткой стрельбой Энни Оукли и россказнями Бедовой Джейн.

Однако большинство посетителей не очень интересовались прошлым, ибо Чикагская всемирная выставка была больше посвящена будущему, а никогда еще в человеческой истории будущее не представлялось столь лучезарным. Помимо электрического освещения стал доступен телефон; за несколько месяцев до открытия выставки была установлена телефонная связь между Нью-Йорком и Чикаго. Только что начала работать первая американская автомобильная компания, продававшая экипажи с новыми, бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Недавно был изобретен фонограф, и любой желающий мог посетить фонографические салоны, чтобы послушать музыкальные концерты.

Сама выставка изобиловала чудесами новой эры, включая чертово колесо и движущуюся электрическую дорожку, электрические гондолы, перевозившие людей через каналы и речки, и первую электрическую кухню, которая могла похвастать электрической печью, электрическим чайником и посудомоечной машиной. На выставке демонстрировались новые сахарные лакомства, такие как карамельный попкорн (позже названный крекер-джек) и жевательная резинка «Ригли-Джуси-Фрут»; были также представлены безалкогольные напитки на основе содовой воды, которая на выставке лилась из фонтанчиков.

Наряду с технологией и промышленностью золотой век переживала и медицина. Сотни лет главной угрозой человечеству были инфекционные болезни; главными причинами смерти были дифтерия, воспаление легких, брюшной тиф и холера. Особенно боялись туберкулеза, ибо он вызывал высокую лихорадку и кашель с кровохарканьем; часто жертва этой болезни усыхала, превращаясь в тень, прежде чем умереть. Туберкулез поразил множество выдающихся людей, включая Эндрю Джексона, Фредерика Шопена, Джона Китса и Джейн Остин. Никто не был в безопасности.

Но медицина развивалась и продвигалась вперед. В конце концов, удалось взять под контроль и инфекционные болезни как за счет простых гигиенических мероприятий, например, мытья рук, так и за счет введения в практику первых вакцин против таких болезней, как холера и бешенство. Эмиль фон Беринг сделал еще один шаг, разработав первый метод лечения распространенных бактериальных инфекций. Иммунизируя лошадей, Беринг смог получить антитоксины для лечения дифтерии, которыми, как он убедительно показал, можно было излечивать детей, заразившихся этой наводящей ужас болезнью. Более того, за десять дет до этого молодой ученый по имени Роберт Кох заставил онеметь научный мир, открыв и выделив бактерию, вызывавшую туберкулез. С открытием причины туберкулеза появилась уверенность, что будет найдено и лечение. То было время праздничного ликования: бич инфекционных болезней можно укротить, появилась надежда, что скоро вернутся времена Камелота с солнечными днями, дождливыми ночами и перспективой долгой, безопасной и здоровой жизни. В унисон с характером времени один врач по имени Артур Конан Дойль опубликовал «Приключения Шерлока Холмса», книгу о том, как сила суждения и наблюдательность могут решать самые трудные проблемы и раскрывать самые непроницаемые тайны.

Заболеваемость ожирением критически возросла в США в течение двадцатого века. Частота встречаемости ожирения (которое определяется по индексу массы тела, ИМТ; человек считается ожиревшим, если ИМТ превышает 30) показана для популяции пятидесятилетних мужчин. (С изменениями из: Ann Hum Biol 2004; 31174–182).

Тем, кто жил в то время, было, однако, неведомо, что мир скоро станет свидетелем эпидемии невиданного масштаба. Нельзя сказать, что эта болезнь возникла в последнее десятилетие девятнадцатого века; как мы увидим, сама эпидемия исподволь началась гораздо раньше. Однако поворотный момент наступил именно в конце девятнадцатого века, когда болезни, считавшиеся до тех пор редкими, начали поражать население с возрастающей частотой. Эпидемия включала не какую-то одну болезнь, но целую смесь недугов. И эпидемия эта продолжает бушевать сегодня как в Америке, так и во всем мире.

Новая эпидемия уже убила миллионы людей, что сравнимо с такими известными из истории эпидемиями, как черная смерть (которая убила 40 млн. человек за период с 1347 по 1350 г.) или испанка (которая убила 45 млн. человек, 5 % населения мира, за три года – с 1918 по 1920 г.). Эта эпидемия отличается от прежних тем, что она не является инфекционной в обычном смысле; болезнь при ней не передается от одного человека к другому; она вызывается не вирусом, не бактерией и не паразитами. Она не вызывает лихорадку и вообще острых расстройств здоровья, по крайней мере, на ранних стадиях. Эта эпидемия убивает не за несколько дней, недель или месяцев, она убивает десятилетиями. Кроме того, она настолько распространена, что врачей учат считать эти недуги нормальными болезнями человечества. Я говорю не только об ожирении, но и о болезнях, поразивших пациентов, которыми забиты наши больницы, в частности, о сахарном диабете, артериальной гипертонии, инсульте и сердечно-сосудистых заболеваниях. Некоторые называют эти болезни незаразными, но, не распространяясь, подобно инфекциям, они тем не менее захватили весь мир, оставляя за собой шлейф повышенной заболеваемости и смертности.

В 1890 г. ожирением – если использовать современные критерии – страдали лишь 3 % взрослых американцев, а сахарный диабет обнаруживался у двух-трех человек на сто тысяч населения. Артериальная гипертония обнаруживалась менее чем у 5 % американцев моложе 65 лет, а относительно поражения коронарных артерий существовали только догадки о том, что оно является причиной давящей боли в груди, характерной для стенокардии. Все кардинально изменилось за прошедшие сто лет.

Повышение заболеваемости сахарным диабетом в США с 1860 г. На графике представлена частота заболеваемости, как смертность от диабета на 100 тысяч населения, которая снизилась после введения инсулина в клиническую практику в двадцатые годы. (С изменениями из: Ann Hum Biol; 31174–182).

Сегодня ожирение характерно для 30–40 % населения США, а 10–12 % страдают сахарным диабетом. В некоторых регионах мира, например, в Самоа, диабетом болеют от 40 до 50 % взрослого населения. Точно так же повышенное артериальное давление поражает треть взрослого населения, а сердечно-сосудистые заболевания являются причиной смерти номер 1 в США. Практически у всех есть родственники или друзья с каким-либо из этих заболеваний.

Наблюдения, согласно которым заболеваемость ожирением, сахарным диабетом, артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца одновременно резко увеличилась в 1890-е гг., поставили перед учеными и врачами вопрос о том, не существует ли какой-то один общий фактор, вызывающий все эти болезни. Что такого особенного было в тех годах позапрошлого века, что привело к увеличению заболеваемости ожирением и связанными с ним болезнями? Было ли это небывалое усовершенствование техники, которое изменило наш образ жизни? Не были ли причиной изменения в экономике или специфические изменения в питании? Позже мы вернемся к тому времени, чтобы исследовать первопричину. Пока же можно сказать, что в то время ни врачи, ни общество не имели ни малейшего представления о том, что ждало всех за ближайшим углом.

На графике представлена заболеваемость диагностированным сахарным диабетом в виде доли больных в населении в процентах. Если включить сюда случаи недиагностированного диабета, процент будет еще выше. Например, в 2020 г. общая заболеваемость в США с учетом диагностированного и недиагностированного диабета составила 10,5 %, или 13 % для лиц 18 лет и старше.

Со времени первой Всемирной выставки были предприняты титанические усилия по борьбе с эпидемией ожирения, сахарного диабета и сердечных заболеваний, и в этой борьбе был достигнут беспримерный прогресс, по крайней мере, в отношении лечения диабета и сердечных болезней. В нашем распоряжении теперь великое множество средств лечения диабета, включая разнообразные типы инсулина и другие лекарства, помогающие контролировать уровень глюкозы в крови. Есть у нас и целый арсенал лекарств для лечения артериальной гипертонии. Если же у вас болезнь сердца, то здесь выбор еще более богат. Кампании против курения позволили снизить заболеваемость инфарктом миокарда; снизить уровень холестерина можно лекарствами; можно снизить в крови число тромбоцитов и уменьшить наклонность крови к свертыванию и образованию тромбов; мало того, можно ввести в коронарные артерии катетеры и расширить просвет артерий. Можно даже заменить сердце. Влияние этих вмешательств оказалось поистине громадным; в частности, смертность от ишемической болезни сердца значительно снизилась за несколько последних десятилетий. Но, несмотря на все эти достижения, болезни сердца остаются в нашем обществе убийцей номер один. Продолжают свирепствовать эпидемии и других упомянутых болезней.

Проблема заключается в том, что, несмотря на грандиозные прорывы в лечении, мы до сих пор плохо понимаем основную причину или причины, вызывающие эти эпидемии. Эффективное лечение – это великолепно, но не было бы лучше, если бы мы знали, в чем заключается причина самой проблемы? Меня не очень прельщает перспектива катетеризации сердца. Несмотря на поразительный прогресс медицины, диабет продолжает делать нас инвалидами, а сердечные болезни маячат у дверей, словно зловещие тени. Нам надо знать, почему нас поражают эти болезни. Нам надо понять, как предотвратить ожирение и связанные с ним недуги, как их излечивать. Это представляется еще более важным в связи с ростом заболеваемости ожирением и сахарным диабетом начиная с семидесятых голов прошлого века.

Нам надо научиться мыслить нестандартно и консультироваться у врачей разных специальностей.

В истории человечества было много мудрецов, но моим любимым является врач, чью книгу я жадно проглотил еще в детстве; я до сих пор заглядываю в нее, если нуждаюсь в добром совете. Как писал выдающийся доктор Сьюз: «Думай влево, думай вправо, думай вверх и думай вниз. Все на свете можешь сделать, только думать потрудись!»[4]

Когда я учился в Висконсинском университете, у нас был замечательный преподаватель математики, и на первом же занятии по математическому анализу он попросил нас поймать в пустыне льва, пользуясь математикой. (Один из моих одногруппников, естественно, возразил, что это невозможно, потому что львы не водятся в пустынях, на что преподаватель ответил, что вот именно этот лев водится, что делает его еще более голодным.) Я раздумывал некоторое время, но так и не понял, что сказать. Когда никто из нас так и не смог предложить ничего путного, преподаватель сказал, что решение очень простое. Для начала надо поставить в пустыне квадратный забор, внутри которого должен оказаться лев. После этого, пользуясь биноклем, надо выяснить, у какой стены забора находится лев, и построить еще одну перегородку, чтобы получить сектор квадрата, в котором останется лев. Этот процесс надо продолжать до сих пор, пока лев не окажется сжатым в маленьком огороженном пространстве. В решении использована математическая концепция повторного уменьшения площади пространства вдвое, когда площадь его никогда не достигнет нуля, но постепенно станет такой малой, что сможет заключить в себя и обездвижить любое животное, ограничив его малым, но конечным пространством. Для меня это был превосходный урок: не надо всегда использовать стандартные подходы. Иногда окупается выбор «самой нехоженой тропы».

В этой книге представлен нетрадиционный взгляд, которого придерживаюсь я и многие мои сотрудники в нашей попытке ответить на фундаментальный вопрос: почему у нас развивается ожирение и связанные с ним болезни – такие как диабет, сердечные заболевания, артериальная гипертония и другие? (В наших исследованиях мы обнаружили, что многие болезни, которые по традиции не связывают с ожирением и сахарным диабетом, на самом деле с ними связаны; к этим болезням относят рак, деменцию и различные поведенческие расстройства.) Наш подход предусматривает исследование вопроса под разными углами зрения, включая использование классических клинических и лабораторных исследований, а также уроков, которые преподают нам природа, история и эволюция. В детстве я восхищался Шерлоком Холмсом, который мог решать любые, самые невозможные задачи, пользуясь наблюдением и дедукцией. Определенно, я не претендую на равный с ним талант. Тем не менее, подобно вымышленному детективу, мой путь привел к проведению множества исследований, по ходу которых приходилось задавать вопросы, искать надежные признаки, отбрасывать ложные гипотезы и открывать надежные доказательства в надежде еще больше приблизиться к истине. Моя цель не сильно отличается от цели, предложенной нам преподавателем математики, но в этом случае роль льва, которого я желал поймать, играла коренная причина, вызывающая перечисленные выше заболевания.

Я по основной специальности врач-нефролог, я продолжаю лечить пациентов этого профиля и много времени уделяю исследованиям. Как и у большинства ученых, мои работы вначале касались почти исключительно выбранной специальности. Однако каждое открытие вело меня оригинальным путем и часто приводило в другие отрасли медицины. Работа нашей команды привела от почечных заболеваний к высокому артериальному давлению, сахарному диабету и даже к таким недугам, как болезнь Альцгеймера и рак. Я научился не бояться, когда такое случалось, и, когда покидал зону комфорта, искал соответствующих специалистов, с которыми мог сотрудничать.

Когда исследования привели меня к проблемам ожирения, я понял, что существует еще очень много неясного в отношении его основополагающей причины. Если бы причина была только в переедании и низкой физической активности, ожирение было бы очень легко излечивать. Но тогда не было бы такого множества диетических планов и комплексов физических упражнений на выбор, как и не было бы таких ожесточенных дебатов относительно того, какой подход наилучший. Как выясняется, проблема заключается не в потере веса как таковой, потому что большинство планов лечения позволяет решить эту задачу. Дело в том, что очень трудно удержать потерю веса, как будто есть какой-то основной процесс, который запускает новое накопление жира, от которого мы с таким трудом избавились. Если мы страдаем избыточным весом, то лишние килограммы становятся нашими нежелательными спутниками на многие годы вперед.

Мне стало интересно, не пропускаем ли мы чего-то, какой-то движущей причины, которая остается скрытой от нас, какой-то тайной истории, которая ждет своего открытия. Мне показалось, что для того, чтобы найти этот фактор, надо проявить известную изобретательность. Несмотря на то, что лабораторные или клинические эксперименты дают очень важные знания, сами по себе они открывают нам лишь часть истории. В приложении всех важных наук – от классической физиологии, генетики, спортивной медицины и науки о питании до немедицинских областей, таких как история, эволюция и природоведение – мы обнаруживаем более полную картину. Наша работа, как таковая, расширилась и включила в себя исследование животных в природе (например, исследование впадающих в спячку белок и медведей), историю (от истории людей ледникового периода до истории Европы девятнадцатого века). Я благодарен судьбе за то, что мы смогли отклоняться влево, вправо, вверх и вниз, туда, куда вели нас полученные нами данные.

В ходе наших исследований мы обнаружили биологическую особенность, которую животные используют для своего выживания. Этот процесс наиболее часто запускается пищей, которую они едят, причем важнейшую роль здесь играет фруктоза[5] – простой сахар, который встречается в большей части пищевых продуктов, хотя определенную роль играют и другие компоненты пищи. Мы называем переключением в режим выживания действие, в ходе которого происходит целая серия физических и метаболических изменений, а также изменений в поведении, которые защищают животное в природе, когда пища становится недоступной. Одна из особенностей такого переключения заключается в том, что оно помогает животному запасать жир, который расщепляется, порождая необходимую энергию в условиях отсутствия доступного корма. Многие люди в наше время тоже осуществляют такое переключение и остаются под его действием, в результате чего мы набираем вес и начинаем страдать ожирением. Следовательно, то, что когда-то было переключением ради выживания, призванным защитить нас, превратилось теперь в жировое переключение, которое его и вызывает. Возможно, более глубокие недавние исследования позволят понять, что не только это переключение вызывает ожирение и заболевания, которые мы давно считали связанными с ним, например, сахарный диабет, но что оно играет важную роль и в других заболеваниях, таких как болезни сердца, рак и болезнь Альцгеймера. Одно из центральных открытий заключается в том, что ожирение не является причиной других болезней; скорее ожирение и сочетающиеся с ним заболевания все вызываются одним и тем же основополагающим биологическим процессом, переключением ради выживания.

Я писал об этом переключении в 2012 г. в книге «Жировое переключение», но за прошедшее время мы узнали намного больше о том, как это работает, что запускает переключение, и, самое главное, мы поняли, как его предотвратить. Несмотря на то что фруктоза, присутствующая в сахарах, которые добавляют в еду и напитки, является главным виновником запуска этой программы, мы выявили и другие виды пищи, и иные факторы, запускающие переключение ради выживания. Эти исследования снабдили нас новыми знаниями о профилактике и лечении упомянутых заболеваний. Некоторые виды этого лечения уже активно применяются, например, диеты с низким содержанием углеводов и интервальное голодание. Но мы нашли и другие решения, достаточно малоизвестные и, как правило, не рекомендуемые врачами. Я с радостным волнением хочу обсудить с вами в этой книге новые подходы.

Наша работа пока не полностью принята всем научным сообществом, но так нередко случается с новыми научными открытиями. Очень важно, что анализ стоит на прочном научном фундаменте, а связанные статьи публикуются в авторитетных журналах. Многие из наших утверждений подтверждаются клиническими исследованиями.

Итак, давайте проявим широту мышления в попытке раскрыть тайну величайшей эпидемии в истории человечества. Но с чего нам начать? Здесь мы можем последовать доброму совету Шерлока Холмса: «Прежде чем мы приступим к расследованию, давайте попытаемся понять, что мы знаем, чтобы взять из этого по максимуму и отделить существенное от случайного». Давайте начнем с того, что ожирение может быть благотворным. Для этого нам придется поучиться у природы, ибо именно там мы сможем найти некоторые, самые ранние указания на то, почему животные, включая и нас, становятся жирными.

Часть 1

Почему природа хочет, чтобы мы были толстыми

Глава 1. Сила жира

Ожирение – заболевание, проявляющееся отложением избытка жира – обычно рассматривают как нечто плохое и нездоровое. Одна из причин заключается в том, что ожирение часто сопровождается повышением артериального давления, высокой концентрацией триглицеридов (один из типов жира, который обнаруживают в крови и печени) и повышением концентрации сахара в крови. Эти клинические признаки свидетельствуют о предрасположенности к сахарному диабету, и, в самом деле, у многих лиц, страдающих ожирением, в дальнейшем развивается сахарный диабет. Комплекс перечисленных заболеваний назвали метаболическим синдромом, то есть его рассматривают как патологию – как болезнь.

Но мы попробуем все же начать не со связи ожирения с диабетом и сердечными заболеваниями, а с его преимуществ, с того, почему природа смотрит на ожирение не так, как мы. Если мы поймем, почему жир может быть благом, то, возможно, сможем выяснить, почему и как животные запускают механизм прибавки в весе. Возможно, эта информация даст нам первые указания по решению загадки: что заставляет нас набирать вес, почему эта прибавка сочетается с ухудшением здоровья и почему потом так трудно сбросить лишний вес?

Давайте начнем с чемпионов по ожирению, с императорских пингвинов, которых я считаю королями жира.

Учимся у природы

Когда-то на самом деле существовал гигантский пингвин ростом более шести футов; среди живущих ныне пингвинов, однако, самыми крупными считаются императорские пингвины, обитающие в Антарктиде. Эти величественные птицы достигают высоты четырех футов и в норме весят от сорока до пятидесяти фунтов; живут они на береговой линии, где питаются рыбой, крилем и кальмарами. Эти пингвины – быстрые пловцы и великие ныряльщики, которые могут оставаться под водой до двадцати минут и погружаться на глубину до 450 метров – среди птиц они в этом отношении рекордсмены.

Время их гнездования – антарктическая зима. За месяц-два до этого периода пингвины начинают набирать вес и при приближении зимы почти вдвое увеличиваются в размере. Жир у них откладывается по всему телу, что придает птицам весьма комичный вид. После этого птицы бредут вглубь материка со скоростью от 1,5 до 3 км в час, чтобы уйти подальше от берега, где водятся прибрежные хищники – морские леопарды и косатки. На расстоянии 40–60 километров вглубь материка пингвины спариваются. Самка откладывает одно яйцо и возвращается к морю, где добывает пищу. Самец берет на себя заботу о потомстве, укладывает яйцо между ног и прикрывает его нижней частью тела, чтобы согревать яйцо при температуре окружающего воздуха минус сорок или ниже. Если усиливается ветер, то пингвины сбиваются в кучу, чтобы греть друг друга и защищать от ветра.

В течение двух месяцев пингвин высиживает яйцо и за это время ничего не ест. Огромное количество запасенного жира защищает птицу от холода и обеспечивает энергией на все время высиживания. Самец пингвина больше самки и может дольше выживать без пищи, так как запасает больше жира. Однако, если запас жира истощается раньше, чем проклюнется птенец, пингвин бросает яйцо и пытается вернуться к морю, чтобы добыть себе пищу для выживания. Однако в большинстве случаев пингвину с лихвой хватает жира на то, чтобы высидеть птенца. К этому времени возвращается мать – часто с едой, которую она отрыгивает, чтобы кормить птенца. После этого самец может вернуться к морю, чтобы снова набрать вес.

Другие животные накапливают жир в определенные времена года, чтобы помочь себе выжить в периоды, когда недоступны источники пищи. Например, птицы, мигрирующие на большие расстояния, обычно много едят перед перелетом. Такие птицы весьма значительно жиреют, обеспечивая себя энергией, необходимой для полета. Европейский пеночковый певун отваживается пересекать пустыню Сахару, чтобы достичь мест зимовки в тропической Африке после того, как набирает достаточный запас жира. Но рекордсменом по дальности перелета является малый веретенник, прибрежная птица, которая c помощью длинного клюва добывает в песке и иле пищу – насекомых и ракообразных. Перед наступлением периода миграции, поздней осенью, у этой птицы откладывается достаточно жира в теле и печени. Документально доказано, что один веретенник за восемь дней преодолел расстояние от Аляски до Новой Зеландии – семь тысяч миль.

Животные, впадающие в спячку (гибернацию), тоже увеличивают потребление пищи осенью, готовясь к грядущей холодной зиме. Для того, чтобы снизить количество сжигаемой энергии, они замедляют метаболизм, то есть химические реакции, поддерживающие жизнь. Поедание большего количества пищи на фоне сниженного обмена веществ приводит к образованию и отложению жира. Потом, после впадения в спячку, они снижают температуру тела почти до точки замерзания, чтобы уменьшить частоту сердечных сокращений и еще больше снизить интенсивность метаболизма; такие животные во время спячки выглядят почти мертвыми.

В университете, где я работаю, есть гибернакулум, помещение с регулируемыми температурой и освещением, где мы можем изучать поведение животных зимой, включая поведение тринадцатиполосного суслика. Когда это животное впадает в спячку, температура его тела снижается до 4 градусов Цельсия. Несмотря на то, что они кажутся окаменевшими, когда берешь их в руки, понимаешь, что в них продолжает теплиться жизнь; сердце качает кровь, они дышат, хотя и очень медленно; они медленно сжигают жир, чтобы обеспечить себя энергией, необходимой для выживания в течение долгих зимних месяцев.

В Амазонке обитает рыба паку, похожая на гигантскую пиранью без острых зубов. Эта рыба – вегетарианец, ее излюбленной пищей являются фрукты. Каждый год паку ждут начала ливней, переполняющих Амазонку; уровень воды в реке поднимается на тридцать – сорок футов и на много миль вокруг затапливает джунгли, покрывая площадь около 27 тысяч квадратных миль. Во время ливней плодоносят многие фруктовые деревья, их плоды падают в реку. Паку любит фрукты и ест эти плоды в таких количествах, что содержание жира в ее теле утраивается. Потом паводок отступает, Амазонка возвращается в свои берега, и фрукты снова становятся недоступными. Паку в течение почти полугода живет без еды, выживая за счет жира до тех пор, пока Амазонка снова не разольется и плоды снова станут доступными.

Как вы видите, жир – это совсем не плохая вещь, если вы живете в дикой природе. Естественно, никому не нужно так много жира, потому что он замедляет скорость передвижения, когда приходится спасаться от хищника, но жир обеспечивает надежную защиту, когда еда недоступна. В таком случае надо просто переосмыслить закон природы: не всегда выживает самый приспособленный. В некоторых ситуациях выживает самый жирный.

Жир совсем не плохая вещь,

если вы живете в дикой природе.

Ожирение у человека мы, обычно, считаем болезнью, но, возможно, с точки зрения природы мы неправы. Давайте заново рассмотрим ожирение у людей в свете этого парадокса и начнем с рассказа о двух голодовках.

Сказ о двух голоданиях

Больше двадцати лет один скромный юрист по имени Махатма Ганди вел борьбу за независимость Индии от Британской империи. Он носил набедренную повязку, какую носят бедняки, и ел исключительно растительную пищу, ибо был убежден в том, что нельзя убивать животных для еды. Он протестовал, организуя длинные марши; кто-то подсчитал, что в среднем он проходил за день не меньше десяти миль в течение двадцати лет, то есть за это время он дважды обогнул земной шар. Одним из наиболее эффективных способов протеста он считал угрозу голодовки до смерти. В мире, где протесты обычно бывают силовыми, твердое намерение скромного человека уморить себя голодом до смерти было актом ненасильственного сопротивления, который производил на людей сильное впечатление. Отчасти благодаря лидерским качествам и поступкам этого человека Индия получила независимость от Англии 15 августа 1947 г.

Обретение независимости, однако, не стало концом деятельности Ганди. Индия является родным домом для нескольких религиозных групп, в том числе индуистов, мусульман и сикхов, между которыми издавна существовали трения. Согласно акту о предоставлении независимости, Англия разделила Индию на два государства, Индию и Пакистан – Индия была преимущественно населена индуистами, а Пакистан – мусульманами.

К несчастью, разделение страны по религиозному признаку поставило проживавшие в новых государствах религиозные меньшинства в трудное положение, и вскоре после объявления независимости начались местные восстания и мятежи. Индуистов и сикхов выреза́ли в Пакистане, а мусульман убивали в Калькутте и Дели. Ганди призвал стороны проявить моральную ответственность, обратившись к правительствам и религиозным лидерам с просьбой остановить кровопролитие и защитить религиозные меньшинства в обеих странах. Но, к несчастью, убийства продолжали множиться.

Наконец, в январе 1948 г. Ганди объявил, что будет голодать до смерти или до того момента, пока «в Дели не восстановится мир и мусульмане смогут без опасения за свою жизнь ходить по Дели». Пообедав козьим молоком, овощами и фруктовым соком, Ганди начал свою голодовку в Нью-Дели. В то время ему было семьдесят семь лет, и при росте 163 см он весил всего только около сорока пяти кг. Суровый и решительный, в платке, накинутом на хрупкое тело, он каждый вечер выходил из своей комнаты, чтобы помолиться и обратиться к толпе своим тихим, едва слышным голосом. На третий день голодовки он заметно ослабел. Один американский журналист, который посетил его жилище, когда он спал на топчане, заметил, что на лице Ганди были видны следы страдания. На пятый день врачи были серьезно обеспокоены его здоровьем, но воля Ганди была непреклонной. Население Дели, как и люди во всем мире, были потрясены мужеством человека, который был готов ради своих принципов умереть от голода. На шестой день лидеры индуистов, мусульман и сикхов встретились с руководителями правительства и подписали обязательство выполнить требования Ганди, и он, слабый, но торжествующий, прекратил голодовку.

Семнадцать лет спустя, в тысячах миль от Индии, двадцатисемилетний мужчина по имени Ангус Барбьери был госпитализирован в больницу Данди в Шотландии для снижения веса. Несколько лет Ангус работал в принадлежавшем его отцу магазине, где торговали жареной картошкой с рыбой, и постепенно набрал вес. В день поступления в больницу он весил немногим более 200 кг. Ангус заинтересовался новым подходом к лечению ожирения, который предусматривал полное голодание в течение нескольких недель. Те, кто проходил этот курс лечения до него, иногда голодали и дольше, до ста дней, согласно статье, опубликованной в «Журнале Американской медицинской ассоциации».

Ангусу разрешили пить чай, кофе и воду с витаминами, но запретили есть и пить продукты, содержащие калории. Хотя начальный план предусматривал голодание в течение «всего» нескольких недель, Ангус так хорошо себя чувствовал, что продолжал голодать месяц за месяцем; он продержался без еды больше года. Удивительно, но у него не возникло никаких болезненных симптомов. За все это время Барбьери потерял 125 кг – так много, что в его штанах теперь могли поместиться три человека с таким весом, которого он достиг. Торжествуя победу, Ангус прекратил голодовку и отпраздновал это событие вареным яйцом и ломтиком хлеба с маслом. В течение следующих лет ему удавалось поддерживать вес ниже 90 кг, и так продолжалось в течение следующих двадцати пяти лет, в течение которых он женился и воспитал детей.

Оба эти рассказа вместе поведали нам важную историю о выживании и силе жира. Когда мы не едим, нам приходится полагаться на ту еду, которую мы накопили в тканях: на жир в первую очередь, хотя какое-то количество энергии можно запасти в виде углеводов, которые мы сохраняем в печени, мышцах и других тканях; эти углеводы запасаются в виде вещества, называемого гликогеном. Организм Ганди был почти лишен жира, поэтому голодание всего в течение пяти дней едва его не убило, в то время как Ангус смог голодать 382 дня, причем амбулаторно, не имея никаких проблем со здоровьем. Ирония судьбы заключается в том, что Ганди был столь убедителен политически именно благодаря минимальному содержанию жира в организме – если бы он был толстым, то моральное воздействие голодовки было бы потеряно.

Мораль сей басни такова: жир обеспечивает нас необходимым топливом, когда еда становится недоступной. Чем больше у нас жира, тем дольше можем мы голодать. Конечно, Ганди и Ангус голодали добровольно[6], но что, если выбора нет?

Преимущества небольшого избыточного веса

Когда я работал в университете госпиталя Вашингтона в Сиэтле, я два-три раза в неделю занимался спортом в университетском гимнастическом зале через дорогу от работы. В течение тридцати – сорока пяти минут я поднимал тяжести. Там я часто видел одного своего друга, культуриста. Он был невероятно мускулист и подтянут; на его теле не было видно вообще никакого жира. Он был на десять, а может быть, и на пятнадцать лет старше меня, а выглядел на десять лет моложе. Он был для меня примером, ибо я тоже хотел выглядеть так же, как он; и, глядя на него, я воодушевлялся и занимался с еще большим усердием.

Однажды он не пришел на тренировку, и мне сказали, что его госпитализировали с пневмонией. Я пошел в госпиталь навестить его. Увидев его, я пришел в ужас; бо́льшая часть великолепной мускулатуры буквально усохла в течение считаных дней. Он выглядел теперь старше и казался сильно ослабевшим, но улыбка его осталась прежней, и я ушел от него, не потеряв надежды. В течение нескольких дней он полностью оправился от болезни и постепенно восстановил свою силу, но это потребовало многих и многих недель.

Его проблема заключалась в том, что он состоял из одних мышц и не имел ни грамма лишнего жира. Это, конечно, делало его фантастически красивым в спортзале, но отнюдь не идеально повлияло на течение болезни. Заболев пневмонией, мой друг потерял аппетит и стал мало есть, несмотря на потребность в энергии для борьбы с инфекцией и последствиями лихорадки. Без поступления пищи и в отсутствие жира, который можно было бы для этого сжечь, его организм начал расщеплять мышцы, чтобы обеспечить себя необходимой энергией. Когда мышцы начали таять, он стал похож на умирающего, потому что, когда распадаются мышцы, начинают страдать и другие органы и системы, включая печень и почки. Распахиваются врата ада. По иронии судьбы, если бы мой друг не был так хорошо тренирован – если бы у него было бы хоть немного жира, который можно было сжечь, – то он мог бы сберечь мышцы и перенес бы болезнь намного легче.

Во многих исследованиях изучали вопрос об идеальном весе тела или количестве жира, которое требуется для того, чтобы прожить как можно дольше. Учитывая все, что мы уже знаем, вас не удивит, что наличие небольшого избыточного веса (ИМТ около 27[7]) сочетается с развитием способности к выживанию людей с повышенным риском таких тяжелых заболеваний, как рак, сердечно-сосудистые заболевания или почечная недостаточность, а также людей старше семидесяти лет. Некоторые исследования даже показывают, что небольшой избыточный вес сочетается в общей популяции с увеличением продолжительности жизни.

Небольшой избыток веса сочетается с повышением способности к выживанию у людей с высоким риском тяжелых заболеваний и у людей старше семидесяти лет.

Но как в таком случае объяснить результаты многих исследований, говорящие о том, что ограничение калорий в рационе сочетается с увеличением продолжительности жизни? В большинстве лабораторных исследований, в которых изучали ограничение потребления калорий, было показано, что животные, потреблявшие около 70 % обычного для них калоража, на самом деле теряли жир, но жили дольше, чем обычные мыши и те, что страдали ожирением. Некоторые исследования выявили, что такие «худые» мыши стареют медленнее, чем мыши обычного, нормального веса.

Есть свидетельства о том, что эти данные можно экстраполировать и на людей. Остров Окинава славится тем, что там больше всего людей, достигших столетнего возраста; было выявлено, что окинавские школьники едят приблизительно на треть меньше, чем их сверстники в других частях Японии. Еще одним подтверждением решающей роли окинавской диеты в долголетии является тот факт, что жители Окинавы, переезжающие в другие области Японии, живут столько же, сколько их новые соседи.

Я думаю, что причина того, что животные, находящиеся на низкокалорийной диете, живут дольше, заключается в том, что у отложения жира существует своя цена. Пища, которую мы едим, либо немедленно расщепляется с выделением энергии (в виде аденозинтрифосфата, или АТФ) или запасается, как правило, в виде жира. Обычно, в большинстве случаев, еда, которую мы потребляем, превращается в непосредственно доступный для производства энергии АТФ. Для того же, чтобы запасти калории впрок, наши клетки должны снизить продукцию АТФ и превратить избыток калорий в жир. Наша исследовательская группа нашла, что это происходит за счет воздействия на клеточные «энергетические станции» (называемые митохондриями), где синтезируется большая часть АТФ, окислительного стресса. Таким образом, цену, которую нам приходится платить за запасание жира, образует окислительный стресс, которому подвергаются наши энергетические станции. Если этот стресс продолжается десятилетиями, он может привести к снижению функции – и даже к потере – энергетических станций, которые отвечают за продукцию энергии, в которой мы нуждаемся для поддержания деятельности организма.

Итак, что же такое окислительный стресс? Во всех случаях, когда наш организм использует кислород, некоторая его часть участвует в образовании кислородсодержащих веществ, способных повреждать ткани[8]. Считается, что небольшой, многолетний окислительный стресс (например, в результате длительного накопления большого количества жира) может быть причиной старения отчасти вследствие рецидивирующего повреждения энергетических станций, что заставляет нас быстро стареть. Именно поэтому ограничение потребления калорий придает нам моложавость и дарит долголетие.

Однако здесь есть одна ловушка. Да, животные, получающие низкокалорийную диету, живут дольше. Особенно это верно в отношении лабораторных животных, потому что там животные гарантированно получают свой ежедневный рацион. Однако если таких животных выпустить в дикую природу, то их выживание будет поставлено под угрозу; запасов жира у них нет, а следовательно, нет и защиты от неожиданного дефицита пищи, например, в результате ливней или засухи, снежных бурь или лесных пожаров. Не потребуется многого, чтобы такие животные попали в бедственное положение.

Но что можно сказать о нас, людях? Имеет ли смысл минимизировать наши запасы жира, чтобы мы могли сохранить наши энергетические станции? Это на самом деле может иметь смысл для многих из нас, так как почти все мы застрахованы от дефицита питания и голода. В обычном супермаркете можно найти пищевые продукты около сорока тысяч наименований. В больницах достаточно средств, чтобы обеспечить питанием больных людей. Тем не менее болезнь может поразить нас с такой быстротой, что может не хватить времени на адекватный ответ, как в случае моего друга по спортивному залу.

Кроме того, на Земле сейчас живет множество людей, у которых отсутствует постоянный надежный доступ к пище по экономическим или иным причинам. Согласно одной из оценок, один из девяти человек на Земле постоянно испытывает голод. Голод особенно часто случается в таких африканских странах, как Эфиопия и Судан. В большинстве случаев причиной голода является засуха, но иногда случаются войны (во время которых резко сокращаются поставки продовольствия), неурожаи вследствие заболевания растений или наводнений; могут быть задействованы и иные факторы. В 1950 г. такое произошло в Канаде, когда миграция карибу привела к голоду среди эскимосов, для которых олени-карибу являются основным источником питания. Голод может сопровождаться резким повышением смертности. В Бенгалии в 1943 г. от голода погибли более двух миллионов человек.

Если учитывать все это, можно утверждать, что не существует универсального значения идеальной доли жира, которую нужно иметь; оптимальное количество жира зависит от условий, в которых вы живете. Если вы худощавый человек и ограничиваете потребление калорий в обществе, где еда доступна в изобилии, то, вероятно, вы будете пользоваться отменным здоровьем и проживете долгую жизнь. Однако если вы страдаете хроническим заболеванием, вы пожилой или старый человек, если вам не всегда доступна еда, или если вы проживаете в регионе, где высок риск голода, то вам лучше иметь про запас некоторое количество лишнего жира.

До сих пор мы обсуждали, как жир может помочь выживанию индивида. Однако жир способствует и выживанию вида. Для выживания главным является способность вида к размножению, и, возможно, нет никакой другой ситуации, в какой отложение жира играло бы такую же важную роль.

Беременность и важность достаточного накопления жира

При беременности очень важно, чтобы мать имела достаточно питательных веществ для обеспечения роста и развития плода, а затем и полноценного грудного вскармливания. Вот почему в среднем в организме здоровой женщины содержится больше жира (в среднем 25 % веса тела), чем в организме мужчины (в среднем 15 %). Роуз Фриш, известный биолог, определила, что для того, чтобы выносить здорового ребенка, доля жира в организме женщины не должна быть меньше 22 %. По мнению Фриш в отсутствие еды беременной женщине понадобится тридцать пять фунтов лишнего жира, чтобы обеспечить плод калориями до срочных родов, а затем вскармливать ребенка в течение трех месяцев.

В нашем обществе большинство женщин не испытывают ни малейшего недостатка в пище, поэтому не идет и речи о возможности внутриутробной голодной смерти плода. Однако нам известны случаи массового голода и в новейшее время, и эти случаи позволяют нам оценить влияние голода на беременных женщин и их детей. В качестве примера возьмем голод в Нидерландах в 1944–1945 гг., во время Второй мировой войны. Нидерланды были оккупированы Германией в 1940 г., но к лету 1944 г. большая часть Южных Нидерландов была освобождена союзниками. В сентябре на фоне ослабления Германии Нидерландское правительство в эмиграции, находясь в Лондоне, призвало к всеобщей забастовке железнодорожников, чтобы парализовать перевозки нацистов. Нацисты ответили блокадой доставки продовольствия и топлива в оккупированные районы западных Нидерландов, включая Амстердам. Все это, вкупе с суровой зимой, поставило 4,5 млн. человек на грань голодной смерти. В течение 6–7 месяцев поставки продовольствия продолжали сокращаться, и пришлось вводить продовольственные пайки. Вначале каждый житель получал в день 1000 калорий (приблизительно половину суточной потребности), но затем рацион был сокращен до 500 калорий. В качестве редкого для нацистов жеста милосердия Германия разрешила британским королевским ВВС, канадским ВВС и ВВС США доставлять населению продовольствие в апреле и мае 1945 г. Парашютами было сброшено около 11 000 тонн продовольствия, главным образом, консервы или сушеные продукты, а также шоколад. Но, даже несмотря на эти меры, от голода умерли двадцать тысяч человек.

Воздействие голода на течение беременности было существенным. На пике голода рождаемость снизилась на две трети. Те женщины, которым посчастливилось успешно родить, набирали за время беременности недостаточный вес по сравнению с предыдущими годами, а те, кто набирал меньше или терял вес, рожали младенцев с пониженным весом. Очень маленькие новорожденные страдают множеством немедленных и отсроченных расстройств здоровья, которые влияют на развитие и могут даже повысить риск возникновения в дальнейшем ожирения и повышенного артериального давления. Во время голода резко сократилось число зачатий, что сказалось на рождаемости девять месяцев спустя. Если доля жира в организме женщины становится меньше 15 %, то резко снижается способность яичников к овуляции; могут прекратиться менструации; прекращение менструаций и овуляций наблюдают у женщин с нервной анорексией, у балерин и бегуний на длинные дистанции. У мужчин голодание подавляет образование спермы.

Хотя избыточный жир, возможно, не так уж важен для выживания в современном обществе, в прошлом это было далеко не так. Определенно, избыточный жир был важен во время массового голода. В большинстве случаев голод продолжается несколько месяцев, а то и лет. Однако в 2200 г. до н. э. (или приблизительно 4200 лет назад) случилась засуха, продолжавшаяся целое столетие; засуха была настолько катастрофическая, что некоторые ученые считают, что она сыграла важную роль в падении Древнего царства в Египте и Аккадской империи в Месопотамии.

Хотя накопление избыточного жира не так уж важно в современном обществе, в прошлом это было далеко не так.

Был и другой период нехватки пищи на заре человеческой истории; нехватка эта была, возможно, не такой жестокой, но все же поставила своеобразный рекорд, ибо продолжалась более десяти тысяч лет. Искусство того времени изобиловало скульптурными фигурками, изображавшими толстых или, возможно, беременных женщин. Какие секреты они могут рассказать нам о том доисторическом времени?

Таинственные статуэтки толстых женщин из ледникового периода

Первый Homo sapiens покинул Африку около 75 000 лет тому назад, а приблизительно 45 000 лет назад он добрался до Европы. То было время последнего великого оледенения, но люди попали туда в период короткого потепления. Эти древние люди охотились мелкими группами, но приносили домой крупную добычу – мамонтов, лошадей и северных оленей, которые паслись по травяным равнинам и тундре, протянувшейся вдоль фронта ледника. То были умелые и ловкие охотники, вооруженные копьями с костяными и каменными наконечниками, но скоро их успешной охоте был брошен серьезный вызов неблагоприятным изменением климата. Около 38 000 лет назад ледник снова начал наступать, принося с собой более холодную погоду; зимняя температура опустилась до минус 10–15 градусов Цельсия. Крупной дичи стало меньше; возможно, ее поголовье сократилось из-за интенсивной охоты. Очень скоро это раннее население Европы начало голодать; некоторые группы его погибли, другие, спасаясь от холода, мигрировали к югу, в защищенные лесистые долины, где водилась мелкая дичь. Установлено, что за четыре-восемь тысяч лет население сократилось на две трети, а средний рост обитателей тогдашней Европы уменьшился на 7–10 см.

Именно в то время впервые возникло искусство; до наших дней дошли превосходные пещерные рисунки, изображавшие крупных животных, на которых охотились люди. В наскальной живописи образы людей появлялись редко, но зато часто находят маленькие человеческие фигурки, первые скульптуры, выполненные из мамонтовой кости, камня или (реже) из глины; эти статуэтки были настолько малы, что их можно было держать в руке или носить на шнурке на шее. У многих статуэток поверхность отполирована, а это означает, что их часто брали в руки и, возможно, передавали из поколения в поколение.

В большинстве случаев эти фигурки изображают обнаженных ожиревших женщин – по видимости, это очень странный выбор, учитывая, что фигурки изготовляли в то время, когда люди голодали. Некоторые статуэтки напоминают беременных женщин. Это обстоятельство заставило некоторых археологов интерпретировать эти статуэтки как эталоны тогдашних представлений о женской красоте или о фертильности; по этой причине их стали называть «первобытными Венерами». Сегодня, однако, слово «Венера» некоторыми считается уничижительным, поэтому я буду называть их просто женскими фигурками.

Меня интересовало, были ли эти фигурки символом выживания племени, или представляли идеал женщин, которым приходилось вынашивать детей в те жестокие периоды, когда еда была недоступна месяцами. В решении этого вопроса мне посчастливилось поработать с Джоном Фоксом, бывшим профессором антропологии и археологии Американского университета Шараджа в Объединенных Арабских Эмиратах, и с моим давним сотрудником, молекулярным биологом Мигелем Ланаспой. Мы решили, что если эта гипотеза верна, то фигурки должны были становиться толще при наступлении ледников и похолодании климата и более тонкими, если их делали, когда ледники отступали и климат становился более теплым. Мы также предположили, что найденные вблизи ледникового фронта статуэтки будут толще тех, что найдены дальше от границы ледников.

Для того, чтобы проверить эту идею, мы измерили соотношение окружности талии и плеч и отношение окружности талии к окружности бедер у приблизительно сорока фигурок. Полученные данные подтвердили нашу гипотезу: сделанные во время наступления ледника были более ожиревшими, чем фигурки, сделанные во время его отступления. Более того, фигурки периода оледенения были тем толще, чем ближе к фронту ледника они были обнаружены.

Притом что большая часть наших фигурок изображала женщин того периода, вместе с ними обнаруживали и статуэтки мужчин. По большей части их фигуры были худощавы и часто имели некоторые кошачьи черты. Представители семейства кошачьих были самыми крупными хищниками ледникового периода. Представляется возможным, что мужские фигурки были символами охоты, а женские, в свою очередь, символизировали выживание племени за счет успешного материнства.

Идея о том, что ожирение является выгодным и дает преимущества, потому что повышает вероятность успешной беременности при ограничении доступа к пище, дожила до новейшего времени. Британский путешественник и искатель приключений Джон Спик отметил во время путешествия к верховьям Нила в 1850-е гг., что жен царя Карага близ озера Виктория заставляли набирать вес, запирая их в комнатах и досыта кормя молоком и бананами. Уильям Уодд писал о подобном обычае для молодоженов в Тунисе восемнадцатого века.

Умеренное ожирение могло рассматриваться и как привлекательная черта, так как оно говорило о плодовитости и способности к успешной беременности, подобно розовым щекам, которые считаются привлекательными, свидетельствуя о хорошем здоровье. Те фигурки ожиревших женщин, вероятно, считались эталонами красоты. Питер Пауль Рубенс, фламандский живописец, прославился изображением пышнотелых женщин, окруженных неотразимой аурой красоты и очарования. Рубенс жил в Антверпене в первой половине семнадцатого века, где был свидетелем голода, смертей от истощения и чумы; его первая жена умерла от чумы в 1626 г. Но в то же самое время он также был свидетелем высокой частоты ожирения среди аристократов и буржуа Амстердама. Мне думается, что контраст между истощением от голода и ожирением символизировал контраст между болезнью и здоровьем и оказал немалое влияние на представление Рубенса о красоте.

Короче говоря, избыток жира важен не только для диких животных. Древние люди поняли, что иметь достаточно жира очень важно не только для выживания индивида, но и для выживания нашего вида. Роль жира в выживании, возможно, повлияла на зарождение искусства и нашего восприятия привлекательности.

Природа хочет, чтобы мы имели достаточно жира, чтобы выживать, когда наступают трудные времена. Для природы ожирение не является чем-то неестественным; это не болезнь. Жир мощен, благотворен и прекрасен – во всяком случае, в соответствующих условиях.

Глава 2. Скрытые причины пользы жира

Теперь у нас есть первое свидетельство о причине ожирения: жир накапливается в организме с вполне определенной целью. Жир обеспечивает организм животного калориями, когда оно не может найти пищу. Жир – это защита в трудные времена; он может оказаться очень важным для выживания. В природе жир считается хорошим парнем, и его отложение от души приветствуется. В прошлом мы умели ценить мощь жира. Сегодня мы забыли о его важности. Нам необходимо изменить наше отношение к жиру как к бесполезному слою ткани, который отягощает тело, и начать думать о нем как о средстве, помогающем нам, когда еда становится недоступной.

Прежде чем мы воспользуемся этой информацией для того, чтобы понять, что вызывает ожирение, мы должны – как сказал бы Шерлок Холмс – лучше ознакомиться с местом преступления. Если увеличение количества жира предназначено для повышения выживаемости, то это «преступление» совершается, когда животное готовится к наступлению кризиса. Жир обеспечивает способ запасания калорий на случай недостатка еды, но, определенно, есть и другие вещи, необходимые животному для выживания. Одной из наиболее важных вещей такого рода является вода.

Вода как часто недооцениваемый ресурс

Когда речь заходит о выживании, обладание достаточным количеством жира как источника калорий – это всего лишь часть истории. Животному также нужно достаточное количество воды. Итак, каким же образом животные получают воду, когда она недоступна? Как добывает воду двоякодышащая рыба, когда на год или больше зарывается в дно высохшего озера? Как получает воду, впавший в спячку медведь, который на зимнем холоде проводит долгие месяцы в своей берлоге? Как малый веретенник получает воду, пока безостановочно пролетает тысячи миль над океаном? Может ли способ, каким животные переживают недостаток воды, быть как-то связан со способом, каким они переживают недостаток пищи?

Часто мы воспринимаем воду как нечто данное нам свыше и бесплатно. Нашу недооценку воды лучше всего можно проиллюстрировать историей, которую я впервые услышал еще в колледже – историей о племенном вожде из джунглей Амазонки, который побывал в Нью-Йорке в 1930-х гг. Как всякий человек, впервые в жизни столкнувшийся с западной цивилизацией, он, должно быть, был поражен автомобилями и метрополитеном, радио и телефоном, электрическим освещением, высокими мостами и громадами небоскребов. После того, как он провел в городе несколько дней, глядя на все эти величественные изобретения, репортеры спросили, какая из этих вещей показалась ему самой замечательной. Ответ вождя удивил всех. Он подумал, что самым значительным изобретением западного мира можно считать обычный водопроводный кран.

Машины, лифты, телефоны и электрическое освещение приносят комфорт и удобства, делают жизнь легче. Однако для тех, кто изо дня в день живет в джунглях, не зная, что ожидает их в следующий момент, нет ничего важнее воды. Неудивительно, что возможность получить воду, просто повернув кран, показалась племенному вождю самым чудесным изобретением. Иметь воду – это значит выжить; жажда бьет все другие желания, делает их ничтожными.

В наши дни недостаток воды угрожает всей планете; нехватка воды ощущается одной третью/половиной человечества, особенно в Южной Азии, Северной Африке и на Ближнем Востоке. Некоторые области являются настолько засушливыми, что практически непригодны для обитания. Отсутствие воды послужило причиной переселения народов и множества конфликтов, перерастающих в войны. Недостаток воды может усугубиться в следующие десятилетия в связи с ростом населения, загрязнением окружающей среды и изменениями климата; по этой причине вода снова стала считаться одним из наиболее ценных ресурсов.

Выживание без воды в дикой природе

Если люди со всеми технологиями не могут гарантировать себе достаточное количество воды, то что говорить о животных, живущих в дикой природе? Что происходит с ними, когда случается засуха и дождей не бывает неделями? Как выживают животные в пустынях, где очень редко выпадают осадки? Животные не способны запасать воду и носить ее с собой в бутылках, как делаем это мы. По мере изменения климата в мире становится теплее; все чаще накатываются на сушу волны жары. Несмотря на то, что среднегодовая температура в мире поднялась всего на 1 градус Цельсия за последние 50 лет, число жарких дней в году возросло весьма значительно. Некоторые исследования позволяют предположить, что три из недавних всплесков жары были обусловлены именно изменением климата. Когда же температура воздуха повышается, очень легко обезводиться. Так как же выживают животные?

Многие животные развили у себя весьма изобретательные способы выживать, когда иссякают источники воды. Конечно, некоторые животные обходятся тем, что разыскивают редкие источники в сохранившихся водоемах и родниках, но у некоторых зверей работают весьма интересные механизмы сохранения воды. Например, есть одна лягушка, обитающая в пустынях Австралии, которая может выживать без воды целых пять лет! Неудивительно поэтому, что ее называют лягушкой, сохраняющей воду, и хранит она ее не где-нибудь, а в мочевом пузыре, то есть у этого животного есть своего рода буфет. Когда в Великой Песчаной пустыне усиливается зной и пересыхают все немногие источники, лягушка спасается тем, что зарывается в землю. Здесь она лежит в дремотном состоянии, напоминающем зимнюю спячку месяцами, а порой и годами до возвращения дождливой погоды. За это время лягушка сжигает запасы жира, который она накапливает в лапках (жир также действует как защитная подушка, защищающая лапки от ожогов горячим песком) и медленно потребляет воду, накопленную в мочевом пузыре. Эти лягушки настолько успешно хранят воду, что островитяне с острова Тиви используют этих лягушек как источники воды, когда иссякают источники. Они выкапывают лягушек из песка, а затем пьют лягушачью воду, выдавливая ее нажатием на рот животного[9].

Черепахи также хранят воду в мочевых пузырях; особенно этот способ полезен для черепах, живущих на Галапагосских островах у берегов Эквадора. На этих вулканических островах очень мало пресной воды, так как там нет ее источников. Единственный источник – это дожди, количество которых едва достигает 250 мм в год. Черепахи добывают воду из кактусов и других растений, которыми они питаются; кроме того, они по утрам облизывают росу с камней. Когда начинается дождь, черепахи собираются в образовавшихся лужах и в скоплениях грязи, где пьют столько воды, сколько смогут. Затем, вместо того чтобы выпустить эту воду в виде мочи, черепахи задерживают воду в мочевых пузырях на многие месяцы. Когда черепахе нужна вода, а доступ к ней отсутствует, то мочевой пузырь становится проницаемым, и вода всасывается из него в кровь.

Многие галапагосские черепахи имеют поистине гигантские размеры; в длину они могут достигать шести футов, а весят более восьмисот фунтов, а их пузыри могут вмещать галлоны воды. Когда первые европейские моряки высадились на Галапагосы, для Чарльза Дарвина и экипажа судна «Бигль» черепахи стали главным источником воды. (Они стали и излюбленным блюдом, потому что в мясе черепах содержится много жира.)

Что делают животные, если они не умеют сохранять воду

Большинство животных не способны запасать и сохранять воду в мочевом пузыре, поэтому им нужны другие способы доступа к ней. Один из способов – уменьшить количество воды, которую организм теряет с мочой. Для этого животные максимально концентрируют мочу, в результате чего моча темнеет и приобретает едкий резкий запах. Пустынные мыши довели этот способ до совершенства – они способны делать мочу в шесть раз более концентрированной, чем морская вода.

Другим способом сохранения воды является ограничение ее потерь через кожу, например, с потом. Однако тем самым нарушается один из основополагающих механизмов терморегуляции, ибо потение является мощным средством охлаждения организма. Обитатели пустынь верблюды располагают меньшим числом потовых желез, чем большинство других млекопитающих, и, следовательно, теряют меньше воды, но в результате у них в течение дня значительно поднимается температура тела. (Верблюды хорошо переносят повышение температуры, которое у человека, например, вызвало бы тягостную лихорадку.) Другие животные ограничивают потение, прячась в норы в самое жаркое время суток, и выходят из них, только когда становится прохладнее.

Все эти способы помогают уменьшить расход воды в организме. Тем не менее, какие-то потери все равно происходят, и со временем животному приходится их восполнять. Для выживания, так или иначе, необходимо поступление воды в организм. Как, например, выживает в пустыне верблюд, обходясь днями и неделями без воды?

В детстве я думал, что горб верблюда наполнен водой. Помню, что, когда мне сказали, что в горбу содержится жир, я не мог понять, зачем верблюду нужна эта жировая подушка на спине. Ответ, возможно, вас удивит, потому что в принципе я был прав в своем первоначальном предположении. Жир в горбе верблюда предназначен для производства воды. Когда жир расщепляется, он производит не только энергию, необходимую для выживания, но и воду. Дело не в том, что в жире содержится вода, ее там нет, но она образуется в процессе сжигания жира как побочный продукт.

Соответственно, размер горба говорит не только о том, сколько в нем жира, но также и о резерве воды. Когда горб обвисает, пора вести верблюда к естественному или искусственному источнику воды! Это верно и при оценке состояния жировой ткани у животных других видов: если животное кажется тощим и голодным, то это может значить, что ему нужна не только пища, но и вода, которую оно не смогло найти и было вынуждено для восполнения потери воды сжигать жир.

Наблюдение, согласно которому жир является источником метаболической воды, в медицинской литературе обсуждается редко и по большей части игнорируется учеными, исследующими ожирение. Для нас это, однако, важно, потому что это еще раз подтверждает важную роль, которую жир играет в выживании.

Жир является источником воды для обезвоженного животного

Натуралистам давно известно, что многие обитающие в пустыне животные полагаются на свои запасы жира в получении метаболической воды в моменты, когда это необходимо. Это достаточно сложная задача, так как жир образует изолирующую оболочку тела, которая повышает его температуру. Для того, чтобы предупредить гипертермию, многие пустынные животные, такие как кенгуровая крыса или африканский тушканчик, носят запас жира в хвосте. По той же причине жир верблюда накапливается в горбу на его спине и в результате не приводит к повышению общей температуры тела животного, что неизбежно бы произошло, если бы жир был равномерно распределен под кожей.

Потребность в метаболической воде также является причиной того, почему морские млекопитающие такие жирные. Кит – самое жирное животное на Земле, и, помимо того, что жир для него является тепловой изоляцией в холодной океанической воде, он служит также и главным источником воды. Так происходит оттого, что киты, дельфины и тюлени не пьют морскую воду. Часть пресной воды они получают из рыб и беспозвоночных (например, криля), которыми они питаются, а некоторые китообразные получают немного воды, проглатывая лед; но приблизительно треть потребной им воды они получают за счет сжигания жира.

Жир является не только источником калорий, но и источником воды.

Кажется, что любое животное, обитающее в условиях, где вода часто бывает недоступна, становится носителем избытка жира. Приблизительно по той же причине многие животные накапливают слой жира, когда готовятся пережить голодный период. Те, что обитают в местах, где мало воды, должны иметь постоянный запас жира. Нося этот жир, они гарантируют себе выживание в случае, если иссякнут родники, и высохнут водоемы, и вода станет недоступной. Именно поэтому так жирны галапагосские черепахи; на островах вечно не хватает пресной воды, и жир, который носит на себе черепаха, обеспечивает животное водой на время, когда перестают выпадать дожди. Даже у пустынных муравьев имеются намного бо́льшие запасы жира (локализованного в «жировых тельцах»), чем у муравьев, живущих в умеренном или тропическом климате, так как первым всегда может потребоваться внутренний источник воды.

У природы множество тайн, и если она изобрела накопление жира, то не согласуется ли это с другими биологическими процессами, способствующими выживанию? Возможно ли, что накопление жира является лишь частью выверенного и согласованного ответа на необходимость выживания? Если бы мы лучше и полнее представляли себе, в чем заключается этот ответ, то не помогло бы это нам выявить причину ожирения? Какие еще секреты прячет от нас природа?

Такая обеспечивающая выживание реакция, как можно себе представить, потребует не только способности переживать недостаток пищи и воды, но и способности более эффективно искать пищу, защищаться от хищников, яснее думать и быстро принимать решения в условиях действия стресса. Надо уметь сохранять как можно больше энергии, чтобы не сжигать драгоценные резервы жира до того, как найдется новый источник пищи. Но как сможет делать все это организм, если приходится одновременно искать еду, обеспечивая мозг всеми необходимыми питательными веществами, чтобы он помог вам выбраться из отчаянной ситуации?

Метаболический ответ, обеспечивающий выживание

Запасание жира – это только один подход к подготовке к надвигающемуся недостатку пищи; другой способ заключается в сокращении потребления энергии. Например, голодающее животное сберегает максимум энергии, когда находится в покое, компенсируя расход энергии во время добывания пищи, и, в общем, такое животное сжигает меньше энергии, чем то, что не страдает от голода. Голодающие животные не единственные, кто снижает потребление энергии в покое: животные, впадающие в спячку, уменьшают потребление энергии еще до того, как погружаются в спячку. Другими словами, чтобы выжить, животные не просто накапливают жир – так они замедляют свой метаболизм, чтобы сохранить максимум накопленного жира. Таким образом им удается снизить потребление энергии и одновременно сохранить работоспособность всех органов. Выглядит это так, словно животные переходят в энергосберегающий режим.

Никому, однако, не придет в голову снижать снабжение энергией головной мозг. Выживание требует ясного мышления, а мышление требует топлива. У людей, например, мозг потребляет одну шестую всех поступивших в организм калорий. Если поступление пищи ограничено, то организму приходится выделять мозгу бо́льшую долю имеющихся калорий, чтобы он полностью сохранял свою работоспособность. Организм делает это, переходя в состояние предиабета. Это может звучать нелепо, так как предиабет – это заболевание, которое может, прогрессируя, перейти в сахарный диабет, который ничуть не полезнее для всех других животных, нежели для нас. Однако в ситуациях, когда на кону стоит выживание, предиабетическое состояние может послужить сохранению жизни.

Главным топливом для головного мозга является глюкоза. В норме глюкоза переносится в организме с кровью (ее часто так и называют – «сахаром крови»), и из крови она поглощается мышцами, печенью и мозгом, где и используется в качестве топлива. Для того, чтобы глюкоза могла войти в мышечные или печеночные клетки, необходим гормон инсулин, но в клетки многих областей головного мозга глюкоза может проникать и в отсутствие инсулина. Умный способ, каким животные отвечают на недостаток еды, – это снижение эффективности инсулина в его стимуляции перехода глюкозы из крови в мышцы и печень. Когда переход глюкозы в эти ткани уменьшается, возрастает концентрация глюкозы в крови, тем самым обеспечивая достаточное поступление ее в головной мозг. Этот феномен называют инсулинорезистентностью.

Инсулинорезистентность является главным ответом, обеспечивающим выживание у животных, лишенных доступа к пище или воде. Например, пребывающий в спячке медведь гризли находится в состоянии инсулинорезистентности, что позволяет мозгу нормально функционировать, даже когда остальные отделы организма потребляют очень мало энергии. Вот почему не стоит будить спящего в берлоге медведя! Большинство животных, накапливающих большие запасы жира в дикой природе, становятся временно инсулинорезистентными, включая и птиц, которым приходится покрывать при перелетах огромные расстояния.

Другим элементом этого обеспечивающего выживание ответа является то место организма, где именно животные хранят избыток жира. Обычно жир хранится в адипоцитах, клетках жировой ткани, которая обнаруживается в теле в самых разнообразных местах, включая живот, спину или хвост – в зависимости от вида. Животные также накапливают жир в печени и в крови (в виде триглицеридов и холестерина).

Итак, мы видим, что животные, накапливающие жир в дикой природе, одновременно активируют последовательность стимулирующих выживание ответов: заготовку пищи, снижение интенсивности метаболизма, развитие инсулинорезистентности и увеличение накоплений жира не только в жировой ткани, но также в печени и крови. Такая совокупность данных наблюдается у множества видов впадающих в спячку животных, таких как медведи, белки и сурки, а также у птиц, совершающих сверхдальние перелеты; понятно, что ожирение повышает их выживаемость в периоды недостатка еды.

Такое же сочетание признаков мы видим у людей с избыточным весом или ожирением; это сочетание в медицине называют метаболическим синдромом. Обычно метаболическим синдромом, в более узком смысле, обозначают ожирение по большей части в области живота (так называемое центральное ожирение) в сочетании с резистентностью к инсулину. Синдром часто сопровождается увеличением концентрации триглицеридов в крови, а также снижением концентрации «хорошего» холестерина (холестерина липопротеинов высокой плотности)[10] и умеренным повышением артериального давления. Часто встречается также ожирение печени. В наше время метаболическим синдромом страдает до четверти взрослого населения.

У животных в дикой природе – когда заканчивается период спячки или завершается миграция – метаболический синдром разрешается: избыточный жир сгорает, и животное возвращается в свое нормальное, обычное состояние. У людей, наоборот, метаболический синдром со временем только прогрессирует. Инсулинорезистентность усиливается до тех пор, пока уровень содержания глюкозы в крови не становится постоянно повышенным, что возвещает наступление сахарного диабета. Артериальное давление повышается, достигая уровня артериальной гипертонии, главного фактора риска инсульта и сердечной недостаточности. Печень продолжает накапливать жир, в результате чего может начаться ее воспаление, завершающееся циррозом и разрушением органа. Со временем начинают страдать даже почки.

В природе метаболический синдром играет роль страховки. Для человека же метаболический синдром – это заболевание, предвестник развития сахарного диабета, артериальной гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний. То, что было задумано как инструмент выживания, теперь является причиной болезни. Метаболический синдром знаменует как успех природы, так и ее неудачу.

Метаболический синдром знаменует собой как успех природы, так и ее неудачу.

Однако эта двойственность является для нас хорошей новостью. Так как мы в состоянии понять, что запускает реакции выживания в природе, то, значит, сможем и найти ключи, которые помогут нам решить загадку ожирения.

У животных в дикой природе накопление жира запланировано

Давайте начнем этот раздел с обсуждения того, каким образом животные регулируют свой вес. Возможно, вы теперь думаете, что жир предоставляет организму такие преимущества, что природный инстинкт велит животному постоянно есть любую доступную пищу, чтобы создавать жировые запасы. Однако на самом деле это не так.

Животные в дикой природе обычно сохраняют присущий им вес. У них есть небольшой запас жира на всякие непредвиденные случаи, но этот запас не приводит к ожирению. Если, допустим, в какой-то один день животное наелось до отвала, то в другой оно съест меньше, и в результате вес останется в желаемых пределах. Лабораторные исследования показывают, что если животных заставить голодать так, чтобы они теряли вес, то после прекращения голодания они будут есть столько, сколько нужно для восстановления нормального веса. Точно так же если заставить животных избыточно питаться до развития ожирения, то после прекращения насильственного кормления они начинают есть меньше и опять-таки восстанавливают свой нормальный вес. Самое интересное заключается в том, что в обеих ситуациях животные не просто восстанавливаются, они набирают тот вес, который характерен для них в данное время года. Создается впечатление, что их организмы знают, сколько они должны весить.

Хотя животные регулируют массу своего тела достаточно жестко, все меняется, когда оно чувствует, что еда и питье скоро станут менее доступными, например, при приближении зимы, или перед гнездованием, или перед перелетом на большое расстояние. За 1–2 месяца до предполагаемого дефицита еды изменяется поведение животного. Оно начинает с необыкновенным усердием заготавливать пищу, ест много больше, чем обычно, иногда вдвое. Как мы уже видели, изменяется физиология организма. Животное снижает расход энергии, становится резистентным к инсулину, накапливает жир, причем не только в жировой ткани, но также в крови и печени. Развивается метаболический синдром.

Во время спячки происходит нечто совершенно противоположное. Животное перестает есть и живет только за счет жира, завися от него в обеспечении энергией и водой. Вначале остается инсулинорезистентность, позволяющая мозгу получать достаточно глюкозы. Когда же запасы глюкозы в конце концов истощаются и уровень ее в крови падает, то для питания головного мозга используются продукты расщепления жира – кетоны.

В фазе сжигания жира животные выглядят безмятежно спокойными и ведут себя так, словно они совсем не голодны. Например, банкивская курица (разновидность диких кур), когда высиживает яйца, не ест даже в том случае, если ей дают корм, так что ей не надо покидать кладку. Если разбудить находящееся в спячке животное и предложить ему корм, то оно может откусить пару кусочков, но в целом не проявляет к еде никакого интереса. Разбуженная от спячки белка не пьет воду. Все это выглядит так, будто у животных есть своего рода внутренний переключатель: когда он находится в одном положении, они едят пищу в избытке и набирают жир; когда же переключатель находится в другом положении, чувство голода пропадает и начинается сжигание жира.

Этот период безмятежности продолжается все время, пока есть жир, который можно сжечь. Когда запас жира истощается, животное начинает для получения энергии расщеплять белки. Это тревожный сигнал. Животное пробуждается от спячки или покидает гнездо с кладкой яиц, чтобы восстановить запасы топлива, так сказать, заправиться; перелетные птицы в таких случаях могут терять сознание и падают в море.

Этот механизм – посредством которого животные поддерживают вес тела в пределах узкого диапазона до тех пор, пока необходимость выживания не запускает различные биологические процессы, позволяющие откладывать дополнительный жир – я называю переключением в режим выживания. Поскольку это действие, как переключатель, может активироваться и погашаться, его можно настраивать на разных уровнях, высоком или низком, как переключатель света фар. Этот переключатель работает не только у животных. Если мы, люди, разделяем с животными метаболический синдром, то у нас его вызывают точно такие же причины. В наших организмах происходят аналогичные биологические процессы, приводящие к тому же результату: к накоплению жира.

Переключение в режим выживания: почему люди жиреют

Исторически люди, так же как и животные в дикой природе, склонны поддерживать свой вес на относительно постоянном уровне. Большинству из нас легко удается поддерживать стабильный вес на заре жизни независимо от того, что мы едим. Однако, по мере того как я становился старше, я стал легче набирать вес, но труднее его сбрасывать. Дело обстоит так, будто мой организм предпочитает иметь избыточный вес. Думаю, что я не одинок. Во всем мире сегодня большинство взрослых людей страдают избыточным весом или ожирением.

Почему мы набираем вес? Классическое объяснение, разработанное в 1920-е гг., заключается в том, что мы набираем вес и заболеваем диабетом, потому что еда стала дешевле и доступнее, а прогресс транспорта и других технологий привел к тому, что мы стали меньше работать физически и больше сидеть. Внедрение предприятий быстрого питания, консервированной пищи и готовых блюд сделали переедание более доступным, в то время как лифты, эскалаторы, поезда и автомобили устранили необходимость передвигаться пешком или на велосипеде. Интернет, телевидение и смартфоны облегчили и сделали более приятным пребывание дома. Уравнение очень простое и физически ясное: мы слишком много едим и слишком мало работаем физически. Когда производится слишком много энергии (из еды) и слишком мало ее расходуется (через физическую активность или другие метаболические процессы), остающаяся лишней энергия запасается в виде жира.

В соответствии с так называемой гипотезой об «избыточном питании» находится тот факт, что увеличились порции еды. В течение прошлого столетия дозировка безалкогольных напитков увеличилась с 7 унций до 10, 12 и даже больше. В ресторанах неуклонно увеличиваются порции; получили широкое распространение рестораны по типу шведского стола. Исследования также показывают, что за последние десятилетия увеличилось суточное количество потребления калорий. В анализе, выполненном комитетом по продовольствию и сельскому хозяйству ООН, сообщается, что тотальное потребление калорий в мире с 1961 по 2013 г. возросло на 24 % (от 2900 калорий в сутки до 3600). Люди также стали менее активны. Заболеваемость ожирением проявляет положительную корреляцию со временем, которое люди проводят перед телевизором или в интернете. Сегодня среднестатистический человек проводит за сотовым телефоном или компьютером по 10–12 часов в день, а занимается физическими нагрузками всего 17 минут в день. Поэтому нет ничего удивительного в том, что мы накапливаем жир.

Однако с гипотезой избыточного питания не все так просто. Проблема не в выводе – в том, что мы набираем вес, потому что едим больше, а энергии тратим меньше, нет ни малейших сомнений, – а в том, что мы виним в эпидемии ожирения дурные привычки. Наша культура, действительно, побуждает нас больше есть и меньше двигаться, и это важный фактор, способствующий распространению эпидемии ожирения. Однако, как мы видим на примере переключения в режим выживания, корни у этой проблемы биологические.

Основная причина того, что люди сегодня едят больше, особенно те, кто страдает избыточным весом или ожирением, испытывают более сильный голод, заключается в том, что у них не возникает чувства насыщения после еды. В норме у нас после еды возникает ощущение насыщения, потому что гормон, называемый лептином, сообщает участку мозга, называемому гипоталамусом, что пора дать сигнал о прекращении еды. Лептин секретируется жировыми клетками, а его уровень варьирует в зависимости от концентрации в крови инсулина и от индекса массы тела (ИМТ). Однако люди с избыточным весом слабо реагируют на лептиновый сигнал; у них развивается состояние, называемое лептинорезистентностью, вследствие чего чувство голода сохраняется дольше. (Этим также можно объяснить, почему в ресторанах сейчас подают бо́льшие порции еды, чем несколько десятилетий назад – это делается не для того, чтобы мы чувствовали, что получаем хорошую порцию за наши деньги, а потому, что знают, что, если они этого не сделают, мы уйдем из ресторана голодными.)

Люди едят больше, а физически работают меньше, и это приводит к ожирению – но не только вследствие дурных привычек. У большинства людей с ожирением имеет место резистентность к лептину, что нарушает способность контролировать чувство голода, а у многих происходит снижение интенсивности метаболизма, особенно в состоянии покоя.

Люди, страдающие избыточным весом, кроме того, сжигают жир не так хорошо, как люди без его перенакопления. (В причинах этого мы разберемся позже.) Так как они сжигают меньше жира, объем жировой ткани увеличивается. Между тем, когда вы сжигаете меньше жира, то вы тем самым превращаете меньше запасенной энергии в энергию, доступную для использования, то есть в АТФ. Клетки чувствуют, когда в них снижается уровень АТФ, и интерпретируют это положение как состояние недостатка энергии, несмотря на то что тотальное содержание энергии в клетке, включая жир, является нормальным или даже повышенным. Есть некоторые данные, указывающие на то, что это может приводить к утомляемости и к появлению чувства голода. Это усугубляет эффекты резистентности к лептину, что заставляет вас съедать еще больше пищи и есть до тех пор, пока уровень АТФ не повысится настолько, что исчезнет чувство голода. Однако цена высока: приходится есть больше и набирать еще больше жира.

Этот процесс зиждется на тех же биологических механизмах, которые работают у животных, готовящихся к зимней спячке. Действительно, биология животных, накапливающих жир, поразительно похожа на биологию большинства людей, доблестно сражающихся с избыточным весом, что позволяет предположить, что основополагающая причина ожирения у людей заключается в том, что мы включаем тот же переключатель, который животные используют в дикой природе. Если же мы поймем, отчего в нашем организме происходит это переключение, то нам удастся выяснить причину ожирения и, возможно, найти способ его лечения.

Нас делает толстыми не культура. Виной тому наша биология.

Факт ошеломляет. Главная причина нашего ожирения кроется не в культуре. Все дело в нашей биологии. Культура лишь отвечает на вызов биологии. Каким-то образом мы невольно активировали природный переключатель и перешли в режим выживания. Вот почему мы можем сбросить вес диетой и физическими упражнениями, но удержать нормальный вес нам трудно.

С активированным переключением мы попадаем в положение животного, которое непрерывно собирается впасть в спячку, и конца этой подготовке не видно. В отличие от животных, которые отключают этот режим во время голодания или спячки, у нас кнопка переключателя как будто залипает в положении «включено». И пока механизм будет включен, мы обречены вести безнадежную битву с ожирением и сопутствующими ему болезнями. Переключение ради выживания становится переключением ради ожирения.

Но наша детективная работа окупается; мы уже многое узнали о биологическом процессе, который делает нас жирными. Теперь нам надо выяснить, какой триггер непосредственно запускает механизм и как он работает.

Глава 3. Переключение в режим выживания

Вот что мы пока об этом знаем: животные, обитающие в дикой природе, регулируют массу своего тела в очень узких пределах, и в каждый данный момент времени в их организмах содержится лишь весьма скромное количество жира. Однако, готовясь к ситуациям, когда пища может оказаться недоступной, многие животные претерпевают биологические изменения, в результате которых они становятся крайне голодными и приступают к заготовке пищи и одновременно снижают расход энергии, пребывая в состоянии покоя. Животные накапливают жир, стимулируя его отложение и уменьшая интенсивность его сжигания; у них развивается инсулинорезистентность, которая позволяет сохранить необходимый для нормального питания мозга уровень глюкозы в крови. В сущности, животные запускают всеобъемлющий ответ на потребность в выживании, и это позволяет им накопить достаточно жира для того, чтобы пережить зиму в спячке или мигрировать в более гостеприимный климат.

Главный вопрос заключается в том, какой именно триггер запускает этот биологический ответ. Ответ постоянно ускользал от многочисленных исследователей, пытавшихся его найти. Относительно немного известно о том, что запускает период интенсивного поедания корма, и еще меньше о том, почему животное перестает есть и впадает в спячку. Некоторые ученые предполагали, что спячка, или гибернация, запускается снижением температуры окружающей среды или изменениями долготы дня и ночи. Другие считали, что спячка наступает после накопления определенного количества жира. Однако большинство исследований позволяют утверждать, что стимулом к началу спячки является недоступность еды или иногда воды, особенно если одновременно падает температура окружающей среды. Интересно отметить, что есть данные о том, что животные и дальше продолжают уменьшать интенсивность метаболизма незадолго до того, как снизить температуру тела и впасть в глубокий сон.

Хотя нам еще многое предстоит узнать о том, что включает и выключает режим выживания в организмах диких животных, я все же могу обоснованно предположить, что именно запускает этот процесс. В частности, я считаю, что, по крайней мере, у некоторых животных программа выживания запускается употреблением в пищу особого вещества с уникальными свойствами, которое обладает очень важными свойствами помимо калорийности. Это пищевое вещество называется фруктозой.

У живущих в дикой природе животных фруктоза запускает процесс накопления жира

Иногда единственный пример может обеспечить знание, которое помогает решить проблему; для меня таким примером является история колибри, так как именно эта птичка позволила найти разгадку, что запускает переключение в режим выживания. Колибри отличается одним из самых интенсивных обменом веществ в животном мире. Частота дыхательных движений у колибри достигает фантастической величины 250 раз в 1 минуту, а число сердечных сокращений доходит до 1200 в 1 минуту. Метаболизм ее так интенсивен, что ее нормальная температура является для нас высоченной лихорадкой – 39,5 градуса Цельсия. При таком уровне метаболизма представляется невероятным, что эта птичка может страдать ожирением. Так оно и было бы, если бы не было механизма, настолько могучего, что он может подчинить даже животное с самым интенсивным в живой природе метаболизмом.

Каждое утро колибри отправляется на поиски цветов, наполненных любимым этими птичками сладким нектаром. Колибри может попутно съесть и какое-нибудь насекомое, но нектар составляет основу питания колибри. Аппетит этой птицы потрясает воображение; за день колибри выпивает количество нектара, в четыре раза превышающее вес самой птицы. Результатом является значительное накопление жира, так что к наступлению вечера 40 % веса тела колибри составляет жир. Печень жиреет настолько, что становится блестящей и жемчужно-белой. Колибри не только жиреет, у нее одновременно развивается сахарный диабет. Концентрация глюкозы в ее крови достигает 38 ммоль/л, а иногда и больше; если у человека обнаружится такой сахар, то его сразу отправят в отделение неотложной помощи. К концу дня эта птичка, которая кажется нам легкой и полной энергии, превращается в ожиревшее существо, больное сахарным диабетом.

Но у колибри никогда не бывает осложнений диабета. Почему? Потому что за ночь колибри сжигает весь накопленный за день жир и глюкозу. К утру она выздоравливает и от ожирения, и от диабета. Метаболизм колибри настолько интенсивен, что для того, чтобы выжить во сне, ей необходимо сжигать жир. Если же запасы жира израсходуются до пробуждения, то у колибри замедляются частота сердечных сокращений и дыхательных движений – совсем как у находящихся в спячке животных. Это позволяет колибри выжить ночью, а с восходом солнца она снова отправляется за питанием.

Должно быть, в нектаре есть нечто особенное, что всего за один день вызывает у птицы с чрезвычайно интенсивным метаболизмом ожирение и сахарный диабет. Нектар почти целиком представляет собой водный раствор сахаров – сахарозы (которая, как уже говорилось выше, в кишечнике расщепляется на глюкозу и фруктозу) и свободных (несвязанных) глюкозы и фруктозы, то есть можно предположить, что какой-то из этих сахаров (или оба) запускает процессы прибавки в весе и других признаков переключения в режим выживание.

К концу дня колибри – птичка, которая кажется нам легкой и энергичной, – превращается в больного ожирением и сахарным диабетом.

Нектар – это одно из немногих пищевых веществ в природе, содержащих сахарозу. Основной сахар, который определяет сладкий вкус плодов дикой природы – фруктоза, этот сахар преимущественно содержится во фруктах и меде. Есть данные о том, что для накопления жира животные предпочитают плоды, содержащие фруктозу, и мед.

Одним из самых наглядных примеров является медведь. Осенью американский черный медведь и гризли начинают непомерно много есть; часто в сутки они потребляют до 20 000 калорий, прибавляя в весе за до 3–5 кг. Излюбленной пищей медведей являются фрукты. Однако часто медведи не едят фруктов до поздней осени, ожидая, когда в них повысится содержание сахара. Некоторые исследования показывают, что содержание сахара во фруктах становится еще больше, когда начинаются утренние заморозки, что происходит уже совсем незадолго до наступления зимы. Медведь может съесть огромное количество плодов за очень короткое время. В одной пробе медвежьего кала было однажды обнаружено 60 тысяч косточек орегонского винограда, а это значит, что за предыдущие сутки-двое медведь сожрал приблизительно 10 тысяч ягод. Черные медведи и гризли, так же как индонезийский медведь губач или малайский медведь, ищут, кроме того, и мед. Можно вспомнить Винни Пуха из детской сказки, толстого мохнатого медвежонка, жившего на ста акрах леса и любившего мед. Медведи на самом деле его любят и используют как источник питания для того, чтобы набрать вес перед спячкой.

Другие животные тоже едят фрукты для того, чтобы набрать вес перед спячкой. На Мадагаскаре водится толстохвостый карликовый лемур; это животное впадает в спячку летом (это состояние по аналогии с гибернацией называют эстивацией). Во время сухого сезона на Мадагаскаре часто случаются засухи. Для того чтобы к ним подготовиться, лемур съедает огромное количество плодов во время сезона дождей, накапливая жир, который хранится у животного в хвосте. Затем, когда наступает сухой сезон, лемур забирается в древесное дупло, снижает температуру тела и впадает в глубокую спячку приблизительно на 6 месяцев и живет за счет калорий и воды, продуцируемых медленно сгорающим жиром.

Многие перелетные птицы переходят от питания насекомыми к питанию плодами, когда наступает осень и приближается время зимнего отлета на юг. Экспериментальные исследования показали, что этот переход сочетается с фантастическим увеличением потребления калорий, снижением интенсивности обмена веществ на 30 % в состоянии покоя и существенной прибавкой веса преимущественно за счет жира. Мы уже упоминали о рыбке паку, которая вместе с другими поедающими фрукты рыбами живет за счет спелых плодов, падающих в воды Амазонки во время ее разливов.

Все это позволяет предположить, что в плодах содержится нечто, запускающее прибавку в весе и накопление жира. Вкупе с тем, что мы знаем о колибри, наиболее вероятным виновником является фруктоза. Но есть ли более убедительные доказательства?

Ранние исследования фруктозы

Полевые биологические наблюдения важны, но в природе действуют многие переменные, не поддающиеся контролю. Хотя фруктоза является главным питательным веществом во фруктах, в них содержатся и другие вещества, способные производить биологические эффекты. Чтобы доказать, что именно фруктоза является причиной переключения в режим выживания, необходимо выполнить эксперименты в контролируемых лабораторных условиях.

Проведенные в 1950-х гг. исследования показали, что фруктоза более активно, нежели глюкоза, вызывает предиабет (теперь мы называем это состояние инсулинорезистентностью) у лабораторных животных. Дальнейшие исследования, выполненные в 1970-е и 1980-е гг. на более высоком технологическом уровне, показали, что фруктоза обладает способностью повышать содержание в крови триглицеридов и стимулирует прибавку в весе. Однако, помимо этого, изучение фруктозы не вызывало большого интереса, и к началу двадцать первого века фруктоза, как потенциальная причина ожирения, окончательно выпала из поля зрения научного сообщества.

Действительно, медицинский мир до конца 1990-х гг. проявлял очень мало интереса к сахарозе или фруктозе. Согласно господствующим взглядам, эти сахара считали «пустыми калориями», подразумевая, что они имеют низкую питательную ценность, но в остальном совершенно безопасны. Сахара – это углеводы, содержащие всего 4 калории на один грамм, поэтому полагали, что они не могут сравниться с жиром в способности вызывать прибавку в весе, так как в 1 грамме жира содержатся вдвое больше калорий – 9[11].

Тем не менее небольшая группа ученых продолжала считать, что сахар, возможно, является причиной ожирения в большей степени, чем это было принято думать. Стимулом к продолжению исследований в этой области послужила провокационная статья нескольких авторитетных ученых, которые отметили рост заболеваемости ожирением после появления на рынке сиропов с повышенным содержанием фруктозы. Приблизительно в то же самое время приобрела большую популярность диета Роберта Аткинса с низким содержанием углеводов, предназначенная для похудения. А раз все сахара – углеводы, диета Аткинса предусматривала также ограничение потребления сиропов с повышенным содержанием фруктозы и самой фруктозы вообще.

Интерес к сиропам с фруктозой как к потенциальной причине ожирения возродил интерес и к самой фруктозе, и очень скоро появились работы о том, что фруктоза не только вызывает инсулинорезистентность и повышение содержания триглицеридов в крови у лабораторных животных, но также воспроизводит и другие признаки метаболического синдрома, включая ожирение (в частности, отложение жира в области живота), повышение артериального давления и ожирение печени.

Одновременно в 2004 г. моя исследовательская группа (мы в то время работали во Флориде) также приступила к изучению фруктозы. На самом деле мы начали эти исследования случайно, так как главным объектом нашего научного интереса было вещество, называемое мочевой кислотой. Это соединение считается продуктом обмена, подлежащим удалению из организма. Мочевая кислота синтезируется в организме в ходе нормального обмена веществ; организм выделяет ее с мочой, но небольшая часть мочевой кислоты поступает в кишечник, где ее расщепляют бактерии кишечной микрофлоры. Однако бывают ситуации, когда концентрация мочевой кислоты в крови возрастает; особенно часто мы наблюдаем это у людей, страдающих избыточным весом и/или предиабетом. Когда количество мочевой кислоты возрастает особенно сильно, ее раствор становится нестабильным, и кислота кристаллизуется, осаждаясь, главным образом, в суставах. В результате может развиться местное воспаление, вызывающее болезненный артрит, который называется подагрой.

Нашей группе удалось обнаружить, что мочевая кислота – это не просто безобидный продукт обмена; она является биологически активным веществом. Одним из наших открытий стала способность мочевой кислоты при повышении ее концентрации вызывать подъем артериального давления. Мне стало любопытно, не может ли мочевая кислота играть какую-то роль в возникновении и развитии артериальной гипертонии, а, с другой стороны, было так же интересно, какая причина вызывает повышение концентрации самой мочевой кислоты, в особенности учитывая данные, что уровень содержания мочевой кислоты в нашей крови увеличивается параллельно с повышением заболеваемости артериальной гипертонией и ожирением в течение ХХ в. Логично было предположить, что это как-то связано с питанием; к тому времени было хорошо известно, что потребление алкоголя и красного мяса приводит к повышению концентрации мочевой кислоты в крови. Однако потребление красного мяса за сто лет практически не изменилось; и стало понятно, что виновником является какое-то другое пищевое вещество.

Одной из возможных причин могло быть потребление сахара. С девятнадцатого века врачи знали, что избыточное потребление столового сахара и фруктов может вызывать заболевание подагрой, а в 1970-е гг. уже ХХ в. были проведены исследования, показавшие, что среди всех сахаров именно фруктоза обладает уникальной способностью повышать артериальное давление за счет увеличения концентрации в крови мочевой кислоты.

Для того чтобы изучить этот вопрос, Такахико Накагава из нашей исследовательской группы вводил половине подопытных крыс фруктозу в сочетании с аллопуринолом, лекарством, которое блокирует синтез мочевой кислоты; другая половина крыс получала только фруктозу. Животные, получавшие только фруктозу, набирали вес, у них развивалась инсулинорезистентность, повышалось содержание триглицеридов и мочевой кислоты в крови, а также повышалось артериальное давление. У крыс, получавших аллопуринол, как мы и предполагали, не росла концентрация мочевой кислоты и не повышалось артериальное давление. Но был и один дополнительный, неожиданный поворот: аллопуринол блокировал не только развитие артериальной гипертонии, но также отчасти прибавку в весе, развитие инсулинорезистентности и повышение концентрации триглицеридов в крови.

Тайна: как может мочевая кислота играть роль в развитии ожирения, если она не участвует в продукции энергии из фруктозы?

Наблюдение, согласно которому мочевая кислота играет роль в том, как фруктоза вызывает ожирение, было удивительным, потому что всегда считалось, что мочевая кислота является неактивным побочным продуктом метаболизма фруктозы. В самом деле, общепринятым мнением было, что фруктоза в обмене веществ ведет себя как глюкоза: когда она расщепляется, продукты этого расщепления используются для выработки энергии, которая либо используется сразу, либо запасается в виде жира (или гликогена; как уже упоминалось выше, гликоген – это форма краткосрочного запасания углеводов). Другими словами, многие ученые считали, что фруктоза способствует накоплению жира благодаря содержанию в ней калорий; но эта теория не объясняет, почему блокада синтеза мочевой кислоты защищает животное от ожирения и инсулинорезистентности.

Мне стало ясно, что роль фруктозы в метаболическом синдроме понятна не до конца. Как сказал бы Шерлок, здесь замешана какая-то тайна. В течение последних двадцати лет наша группа и многие другие пытались разгадать эту загадку: каким образом фруктоза активирует переключение в режим выживания и какова роль мочевой кислоты в этом процессе? Для того чтобы лучше объяснить суть нашей работы, я ознакомлю вас с вопросами, которые мы задавали, и с экспериментами, которые ставили, чтобы получить ответы.

Действительно ли фруктоза вызывает метаболический синдром?

Для начала мы решили в нашей лаборатории определить, действительно ли прием животным фруктозы имитирует то, что они делают, готовясь к спячке. Мы обнаружили, что есть некоторая разница в реакции на фруктозу между мышами и крысами, но в обоих случаях самым эффективным способом индукции ожирения было добавление фруктозы в питьевую воду, а не добавление ее к сухому корму. Есть и еще одно преимущество введения фруктозы с водой: мы смогли разделить потребление корма и потребление фруктозы. Другими словами, мы смогли посмотреть, как питье раствора фруктозы влияло на потребление пищи, которая сама не содержала фруктозы.

В норме, если вы даете животным высококалорийное питье, они сокращают количество съедаемой пищи, чтобы общее потребление калорий осталось прежним. Когда лабораторным мышам стали давать фруктозу в питьевой воде, то сначала животные компенсировали эти лишние калории уменьшением потребления пищи. Однако через несколько недель это положение изменилось. Мыши не только продолжали пить прежнее количество раствора фруктозы или даже больше, они, кроме того, увеличили потребление сухого корма, и количество потребляемых ими калорий значительно возросло по сравнению с потреблением в контрольной группе, мыши которой пили обычную воду. По сути, мыши опытной группы были постоянно голодными. Кроме того, они стали менее активными (активность мышей мы измеряли с помощью лазерных датчиков), они буквально валялись целыми днями. За несколько месяцев они набрали гораздо больше жира, чем мыши контрольной группы; жир откладывался преимущественно на животе. Помимо этого, у мышей опытной группы развились ожирение печени и инсулинорезистентность. Напротив, контрольные мыши оставались здоровыми и худыми. Дальнейший анализ показал также, что пившие раствор фруктозы мыши не только съедали больше калорий; у них произошло замедление метаболизма в состоянии покоя. Они начали аккумулировать жир не только из-за повышенной продукции жира, но и потому, что стали меньше его сжигать.

В других исследованиях, проведенных на лабораторных крысах, мы подтвердили, что рацион с высоким содержанием фруктозы приводил к прибавке веса, накоплению жира, ожирению печени и инсулинорезистентности. Наша группа и другие исследователи обнаружили, что потребление фруктозы приводит к повышению артериального давления, повышению содержания триглицеридов и маркеров воспаления в крови. В других исследованиях было также выявлено, что избыточное потребление фруктозы снижает содержание холестерина липопротеинов высокой плотности (хорошего холестерина). Короче говоря, потребление фруктозы ведет к появлению всех классических признаков метаболического синдрома.

Ученые-диетологи Кимбер Стенхоп и Петер Гавел из Калифорнийского университета наблюдали сходные результаты в исследовании добровольцев, страдающих избыточным весом. Испытуемые были случайным образом разделены на две группы: одна группа получала напитки с фруктозой, а другая – с глюкозой в течение десяти недель. Участники обеих групп потребляли больше калорий, чем это было необходимо, исходя из энергетических потребностей; в обеих группах прибавка в весе была одинакова – три фунта. Однако в группе добровольцев, получавших напитки с фруктозой, развились и другие, более тяжелые признаки метаболического синдрома, чем у участников группы, получавшей глюкозу. У испытуемых первой группы на животе откладывалось больше жира, у них возникла более выраженная инсулинорезистентность, произошло снижение энергетического метаболизма в покое, повысился уровень в крови триглицеридов и мочевой кислоты и даже появились признаки ожирения печени (по изменениям результатов печеночных проб). Многие из этих признаков, такие как повышение уровня триглицеридов, мочевой кислоты и снижение основного обмена, были наиболее выраженными после еды.

Животные могут резко увеличивать потребление фруктов и меда осенью не потому, что эта пища является доступным источником калорий, но потому, что она запускает переключение в режим выживания.

Вывод ясен: избыточное потребление фруктозы стимулирует увеличение потребления пищи и вызывает развитие метаболического синдрома у животных и у человека. Животные могут резко увеличивать осенью потребление фруктов и меда не потому, что эта пища является доступным источником калорий, но потому, что присутствующая в этой пище фруктоза играет важную роль в отключении нормальной регуляции веса тела и в переключении организма в режим выживания.

Как фруктоза вызывает метаболический синдром? Зависит ли он от потребления калорий?

Как было упомянуто выше, животные в наших исследованиях сначала компенсировали избыточное потребление фруктозы сокращением количества съедаемой пищи, но через несколько недель они начали есть с такой жадностью, словно были постоянно голодны. Кроме того, у них снизилась интенсивность метаболизма в состоянии покоя. Такие же изменения мы наблюдаем и в нашем обществе в течение нескольких последних десятилетий: мы едим больше, а энергии расходуем меньше. Не таким ли образом фруктоза вызывает метаболический синдром? Она делает нас голодными, мы начинаем есть больше, чем нам нужно, да еще и снижаем интенсивность обмена, не так ли?

Чтобы проверить это, можно посмотреть, вызывает ли фруктоза метаболический синдром на фоне ограничения потребления калорий. Другими словами, можно не давать животным, получающим фруктозу, переедать, несмотря на мучающий их голод. Мы спланировали исследования таким образом, что две группы крыс получали в сутки одинаковое количество калорий, причем животные одной группы получали фруктозу, а животные другой – нет. Мы неизменно получали один и тот же результат: фруктоза вызывает прибавку в весе, в первую очередь стимулируя потребление калорий. То есть при отсутствии увеличения количества съедаемой пищи прибавка в весе была минимальной[12].

Хотя мы не обнаружили между двумя группами, получавшими одинаковое количество калорий, большой разницы в прибавлении веса, другие отличия были тем не менее впечатляющими. Такие признаки метаболического синдрома. как инсулинорезистентность, повышение уровня триглицеридов и повышенное артериальное давление, отчетливо наблюдались у получавших фруктозу крыс опытной группы, но отсутствовали у животных контрольной группы.

Мы проделывали это множество раз, используя фруктозу как пищевой сахар, но поразительный результат мы получили из исследования, проведенного в моей лаборатории Карлосом Ронкалем. Карлос использовал сахарозу (вы уже знаете, что это столовый сахар, состоящий из глюкозы и фруктозы). Он разделил крыс на две группы: первая получала диету, содержащую 40 % сахарозы, а во второй группе, в такой же диете, сахароза была заменена на крахмал (сложный углевод, не содержащий фруктозы). Для того чтобы все животные получали одинаковое количество еды, он каждый день измерял, сколько потребили животные, а затем, на следующий день, порция уменьшалась до наименьшего объема, съеденного одним из подопытных.

Проводя эксперимент, мы с Карлосом не заметили, что одна крыса всегда ела очень мало, и поэтому на протяжении всех четырех месяцев все животные получали столько еды, сколько съедала крыса с плохим аппетитом. В конце концов выяснилось, что эта крыса болела раком и, значит, все животные получали весьма скудную диету. Это незапланированное событие обернулось удачей, так как мы невольно провели идеальное исследование воздействия сахарозы на метаболизм в условиях сниженного потребления еды.

В конце эксперимента мы получили поразительные результаты. Несмотря на ограничение калорий, у всех потреблявших сахарозу крыс развился сахарный диабет, а печень была инфильтрована жиром. Напротив, у крыс, получавших крахмал, была нормальная печень и отсутствовал сахарный диабет. Что касается прибавки в весе, то животные, получавшие сахарозу, накопили жира больше, чем контрольные крысы, но незначительно. Эта находка была вполне логична, потому что согласовалась с другими нашими исследованиями, в которых было показано, что прибавка в весе на фоне диеты, богатой сахаром, обусловлена общим количеством калорий (хотя в небольшой степени она обусловлена снижением количества сжигаемой энергии).

Фруктоза приводит к прибавке в весе, так как стимулирует увеличение потребления пищи, но сама она является причиной возникновения других признаков метаболического синдрома, даже если количество потребляемых калорий остается одним и тем же.

Производители сиропов с повышенным содержанием фруктозы утверждают, что мы набираем жир, потому что слишком много едим, и что ожирение не имеет никакого отношения к тому, что именно мы едим – в частности, избыточное потребление сахара здесь якобы вообще ни при чем. Они финансировали исследования, в которых утверждалось, что нет разницы в степени прибавки в весе между людьми, потребляющими большие количества фруктозы, и людьми из контрольной группы, если общее потребление калорий у них одинаково. Это позволяет всем нам думать, что напитки с повышенным содержанием фруктозы и сахарозы не являются причиной эпидемии ожирения. Однако в этих исследованиях не был учтен тот факт, что сахароза и фруктоза вызывают прибавку в весе, запуская биологический процесс, который заставляет нас постоянно испытывать голод, а значит, больше есть. Далее, в этих исследованиях не изучали другие проявления метаболического синдрома (отложение жира преимущественно на животе, инсулинорезистентность, ожирение печени и т. д.), которые возникают под действием фруктозы независимо от уровня потребления калорий.

Это ставит перед нами следующий вопрос: что можно сказать о фруктозе, которая заставляет нас больше есть?

Как фруктоза индуцирует чувство голода?

Одним из основных способов, какими животные контролируют свой вес, является влияние гормона, называемого лептином. Лептин, который, если вы помните, секретируется жировыми клетками, сообщает мозгу о том, что мы насытились. Было, однако, выяснено, что осенью, во время подготовки к зимней спячке, у медведей развивается резистентность к действию лептина. Люди, страдающие избыточным весом или ожирением, тоже проявляют резистентность к лептину. Эта резистентность проявляется постоянным чувством голода, в результате чего и медведи, и люди едят больше, чем им нужно, и набирают вес.

Наша исследовательская группа в сотрудничестве с физиологом Филипом Скарпейсом смогла показать, что, когда лабораторные животные получают богатую фруктозой диету, у них развивается резистентность к действию лептина; правда, эта резистентность развивается не сразу, для этого требуется несколько недель или даже месяцев. Приобретая резистентность к лептину, животные начинают испытывать постоянное чувство голода, есть больше, чем им необходимо, и набирают вес. Примечательно, что резистентность к лептину сохраняется в течение нескольких недель после того, как прекращается потребление фруктозы.

Здесь стоит, однако, сделать две оговорки. Во-первых, сама по себе резистентность к лептину необязательно приводит к увеличению веса тела. Если вы резистентны к лептину, но не потребляете лишних калорий, либо потому что еда недоступна, либо потому что вы способны преодолеть желание есть (это очень трудно!), то вы не прибавите в весе; вы будете просто постоянно испытывать чувство голода. Во-вторых, степень прибавки в весе при резистентности к лептину зависит от типа пищи, которую вы едите. Скажем, если вы едите высококалорийную пищу, например жирную, то прибавка будет больше, чем при потреблении пищи низкокалорийной.

Феномен резистентности к лептину позволяет объяснить, почему кормление животных жирной пищей в сочетании с фруктозой приводит к драматическому увеличению веса тела. Это также позволяет понять, почему диета только с высоким содержанием жира, но без фруктозы не приводит к увеличению веса; животное остается чувствительным к действию лептина и, соответственно, регулирует потребление пищи[13]. Это весьма правдоподобное объяснение того факта, что диета с высоким содержанием жира и низким содержанием углеводов не приводит к ожирению.

Фруктоза вызывает резистентность к лептину, что, в свою очередь, заставляет нас испытывать чувство голода, больше есть и набирать вес.

Фруктоза вызывает резистентность к лептину, а это заставляет нас испытывать чувство голода и больше есть. Но единственная ли это роль, которую фруктоза играет в прибавлении веса? Большинство из нас любят сладкое; многие люди признаются, что испытывают непреодолимую тягу к нему. Влияет ли эта любовь и влечение к сладкому на наше потребление пищи?

Играет ли наша любовь и тяга к сладкому какую-то роль в том, как именно фруктоза способствует развитию ожирения?

Можно сказать, что у нас буквально любовный роман с сахаром, потому что, когда мы едим сладкое, оно запускает высвобождение в мозге дофамина, который вызывает у нас чувство удовольствия. Есть даже данные о том, что наша любовь к сладкому может перерасти в болезненное пристрастие, такое же как при наркомании (мы подробнее обсудим эту тему в главе 7). Например, мыши, которым время от времени давали пить раствор сахарозы, выпивали его очень быстро, как только он становился доступным, а затем проявляли тревожность и признаки синдрома отмены, если их лишали сладкой воды. Эти данные позволяют задать вопрос о том, не играет ли наша любовь к сахару какую-то роль в развитии ожирения – помимо индукции резистентности к лептину.

Для того чтобы исследовать этот вопрос, наша группа выполнила исследование, совместное с сотрудниками Университета Колорадо Томом Фингером и Сью Киннамон, с целью выяснить, вызовет ли фруктоза ожирение у мышей, которые методами генной инженерии были лишены чувства вкуса (у этих мышей гены, отвечающие за восприятие вкуса, удалены из генома). Интересно, что эти страдающие потерей вкуса мыши все равно предпочитали чистой воде растворы фруктозы, сахарозы и напитки с повышенным содержанием фруктозы. У них точно также развивались все признаки метаболического синдрома. Неудивительно, что эти изменения сочетались с развитием резистентности к лептину.

Наша склонность к сахару побуждает нас съедать его как можно больше, но мы заболеем ожирением от сахара, даже если перестанем ощущать его вкус.

Мы также посмотрели, есть ли разница между лишенными чувства вкуса и нормальными мышами относительно того, сколько фруктозы они предпочитают потреблять. Мыши в обеих группах предпочитали фруктозу чистой воде, но нормальные мыши пили больше раствора фруктозы, а это позволяет утверждать, что главный эффект сладкого вкуса заключается в том, что он побуждает к усиленному потребления сладкой пищи[14]. Жир набирали мыши обеих групп, хотя – и это было полной неожиданностью – нормальные мыши набирали меньше избыточного веса, чем мыши, лишенные вкуса, несмотря на то что нормальные мыши потребляли больше фруктозы. (Оказалось, что у лишенных вкуса мышей была выше резистентность к лептину; причина такой резистентности, правда, остается пока неясной.) Это позволяет предположить, что, хотя наш вкус к сахару действительно побуждает нас есть еще больше сахара, мы набираем вес даже в том случае, если не ощущаем сладкий вкус.

Хотя мы думаем, что сладкий вкус является главной причиной нашей любви к сахару и фруктозе (и содержащим их напиткам), тот факт, что лишенные вкуса мыши тем не менее предпочитают воде фруктозный сироп, позволяет думать, что наша тяга к фруктозе может вызываться и другими механизмами, помимо вкуса. Этот вывод был подтвержден другой исследовательской группой, которая в своих опытах использовала мышей, избирательно лишенных чувствительности к сладкому вкусу. Эти мыши продолжали любить сахарозу, а в их мозге в ответ на ее потребление выделялся дофамин. Однако в то время как у нормальных мышей прием заменителя сахара, сукралозы, вызывал усиление секреции дофамина, у мышей, лишенных вкуса к сладкому, такой ответ отсутствовал. Кроме того, у них отсутствовало предпочтение раствора сукралозы воде, чего не наблюдали у нормальных мышей, для которых такое предпочтение было характерным. Таким образом, в сахарозе есть нечто, вызывающее удовольствие, несмотря на отсутствие ощущения ее сладости. Одним из возможных объяснений является то, что тяга к фруктозе обусловлена теми продуктами метаболизма, на которые она расщепляется в ходе обмена. Как было указано выше в этой главе, глюкоза и фруктоза перерабатываются в принципе одинаково, но есть и некоторая разница. Например, фруктоза расщепляется до мочевой кислоты.

Наша группа решила выяснить, что особенного есть в обмене фруктозы, чем можно объяснить, почему мы испытываем тягу к фруктозосодержащим сахарам, и имеют ли особенности обмена фруктозы какое-либо отношение к ее способности вызывать метаболический синдром.

Вначале фруктоза подвергается действию фермента фруктокиназы. Мы смогли получить для опытов мышей, генетически лишенных способности синтезировать фруктокиназу. Эти мыши могли ощущать сладость сахара и расщепляли фруктозу с помощью фермента, перерабатывающего в организме и глюкозу. Однако специфическая система, предназначенная для метаболизма именно фруктозы, была у этих мышей полностью блокирована.

Затем мы предложили этим особым мышам на выбор обычную воду и растворы, содержавшие сахара разных типов. Результаты оказались поистине волнующими. Эти мыши не предпочитали раствор фруктозы воде, хотя предпочитали раствор глюкозы. Мало того, они оказались защищенными от ожирения и метаболического синдрома, хотя и были вынуждены потреблять значительные количества фруктозы. Кроме того, они сохранили способность контролировать общее потребление калорий и до глубокой старости оставались худыми (позже мы обнаружили, что так происходило благодаря сохранению чувствительности к лептину).

Одна из особенностей фруктокиназы заключается в местах организма, где она находится. В первую очередь фруктокиназа сосредоточена в печени, тонком кишечнике, почках и в меньшей степени в головном мозге. Возник вопрос, не связана ли способность фруктозы вызывать ожирение и метаболический синдром с метаболизмом фруктозы в одном из этих органов.

Для того чтобы попытаться ответить на этот вопрос, Мигель Ланаспа, сотрудник нашей исследовательской группы, провел ряд экспериментов, которые пролили свет на источник нашей тяги к фруктозе и на то, как фруктоза вызывает ожирение и метаболический синдром. Блокируя метаболизм фруктозы в определенных органах и допуская ее метаболизм в других, Мигель открыл, что именно печень отвечает за развитие ожирения и метаболического синдрома. Это не очень удивительно, если вспомнить, что печень – это главный орган, отвечающий за метаболизм потребляемой нами пищи. Когда Мигель блокировал метаболизм фруктозы в печени, мыши оставались худыми, а чувствительность к лептину сохранялась у них на нормальном уровне.

Интересно отметить, что мыши, печень которых неспособна усваивать фруктозу, продолжали её любить, и пили избыточное количество воды с растворами сахаров. Наоборот, мыши, лишенные способности расщеплять фруктозу в кишечнике, пили минимальное количество воды, содержащей фруктозу, что позволяет думать, что их предпочтения определяются какими-то связями между кишечником и головным мозгом. Примечательно, что если этих последних мышей принуждали есть фруктозу, то у них развивались ожирение и метаболический синдром.

Метаболизм фруктозы определяет наше предпочтение сахара, а также имеет отношение к тому, как фруктоза вызывает ожирение и метаболический синдром.

Эти исследования позволяют думать, что метаболизм фруктозы с помощью этого особого фермента, фруктокиназы, может объяснить, почему мы предпочитаем сахар и как именно фруктоза вызывает ожирение и метаболический синдром, но делает она это через две разные области тела. Предпочтение сахара зависит от метаболизма фруктозы в кишечнике, а способность фруктозы вызывать ожирение и инсулинорезистентность определяется метаболизмом в печени.

Вопрос на миллион долларов: как фруктоза активирует переключение в режим выживания?

Перед нами затем возник следующий вопрос: что в метаболизме фруктозы запускает переключение в режим выживания? Ответ, как выяснилось, надо было искать в энергии.

Вспомним, что, когда мы едим, содержащиеся в пище калории либо превращаются в доступную к немедленному использованию энергию, либо запасаются для использования через какое-то время. Доступная к немедленному использованию энергия называется АТФ, аденозинтрифосфат. Большая часть АТФ синтезируется на энергетических станциях клеток, называемых митохондриями. Энергия может также запасаться в виде жира или гликогена (в последнем случае энергия запасается в форме углеводов); если еда становится недоступной, то расщепление жира или гликогена позволяет получать АТФ. Неважно, происходит ли образование АТФ при расщеплении пищи, жира или гликогена, организм должен постоянно поддерживать в клетках определенный уровень этого соединения, чтобы быстро отвечать на потребность в энергии, например, для бега, мышления или даже сна.

АТФ также требуется для усвоения пищи. Эти расходы энергии необходимы, потому что из еды образуется больше АТФ, чем расходуется на ее всасывание и расщепление. Однако, поскольку обмен требует затрат определенного количества АТФ, его уровень в клетках (особенно в клетках печени) теоретически может снизиться ниже допустимого для организма уровня до завершения усвоения и расщепления еды и жира и синтеза большего количества АТФ. К счастью, для расщепления и усвоения большинства видов пищи существует система контроля, которая не допускает такого поворота событий. Возьмем для примера глюкозу.

Если уровень АТФ начинает падать, а глюкоза все еще продолжает усваиваться, вся система замедляет свою работу или останавливается до завершения метаболизма глюкозы. В результате уровень АТФ никогда не опускается ниже некоторого критического уровня и все кончается хорошо.

Метаболизм фруктозы имеет, однако, свои особенности. Системы контроля метаболизма фруктозы не существует, таким образом, печень и другие органы лишаются защиты в случае падения уровня АТФ. Фруктокиназа расщепляет фруктозу быстро, причем этот процесс требует расщепления АТФ, и в случае, если одновременно в обмен вступает много фруктозы, то уровень АТФ может снизиться очень резко.

Первоначальное снижение уровня АТФ, которое происходит в результате метаболизма фруктозы, вызывает цепную реакцию, которая поддерживает расход энергии на низком уровне. Когда АТФ используется для производства энергии, он отщепляет фосфат и превращается в АДФ (аденозиндифосфат). АДФ может снова превратиться в АТФ, что в норме и происходит в ходе метаболизма глюкозы и других питательных веществ. Однако, в ходе метаболизма фруктозы образуется АМФ (аденозинмонофосфат), который далее превращается в мочевую кислоту. Когда АДФ и АМФ уходят на образование мочевой кислоты, нарушается способность клетки восстанавливать запас АТФ.

Это не единственный путь, каким обмен фруктозы влияет на уровень образования энергии. Из начала этой главы вы, вероятно, помните, что мой интерес к фруктозе возник, когда мы открыли, что снижение уровня мочевой кислоты может отчасти блокировать способность фруктозы вызывать метаболический синдром. Но в то время было непонятно, как это работает.

Мочевая кислота вызывает окислительный стресс в митохондриях, снижая продукцию энергии, нарушая сжигание жира и стимулируя его запасание.

Затем мы узнали, что мочевая кислота, образующаяся из АМФ, уже самостоятельно воздействует на уровень АТФ. В частности, мочевая кислота является причиной окислительного стресса в митохондриях, что еще больше нарушает их способность синтезировать АТФ и одновременно стимулирует продукцию жира. Окислительный стресс, вызываемый мочевой кислотой, также блокирует сжигание жирных кислот, высвобождающихся из запасенного жира. Общим результатом является то, что не только митохондрии производят меньше АТФ, но и те калории, которые могли бы пойти на синтез АТФ, теперь запасаются в форме жира.

Когда в клетке снижается уровень АТФ, организм расценивает это как неотложное состояние и немедленно отвечает стимуляцией чувства голода[15]. Это приводит к увеличению потребления пищи, направленному на восстановление уровня АТФ (не считая других биологических эффектов). Однако в связи с продолжающимся окислительным стрессом в митохондриях большая часть калорий превращается в жир – а если в пище содержится фруктоза, то ситуация только ухудшается, так как уровень АТФ падает еще ниже, что только усиливает окислительный стресс. В конечном счете содержание АТФ восстанавливается, но к тому времени, когда это происходит, большая часть съеденной пищи превращается в жир.

Более полная характеристика переключения в режим выживания, запускаемого фруктозой

Коротко говоря, способ, каким работает фруктоза, заключается в том, что она имитирует голодание, создавая в клетках недостаток энергии и подавая организму сигнал о происходящем энергетическом кризисе. Именно это и переводит переключатель в положение «включено».

Чем глубже мы изучали биологический ответ на фруктозу, тем более очевидно нам становилось, что его цель заключается в обеспечении выживания. Ниже перечислены открытые главные эффекты фруктозы, большая часть которых производится из-за уменьшения поступления энергии и увеличения синтеза мочевой кислоты, которые происходят в ходе метаболизма фруктозы. Часть этих феноменов мы обсудим позднее.

Мать-природа сообразительна и умна. Потребление фруктозы заставляет животное думать, что запасы энергии в его организме истощены, даже если в нем полно энергии в форме запасов жира. Этот обман заставляет животное пополнять запасы жира и запускает множество других метаболических ответов, помогающих выжить в критических ситуациях. Это блистательная система, так как помогает запасти жир до того, как животное окажется в тяжелой ситуации, когда в противном случае пришлось бы придумывать, как выжить без еды или воды.

В природе фруктоза является частью сложной системы, в которой растения и животные помогают друг другу выживать. Цветы образуют сахарный нектар, которым с удовольствием питаются колибри. При этом колибри переносят пыльцу с цветка на цветок, что способствует успешному размножению растений. Плоды деревьев, растущих в бассейне Амазонки, созревают синхронно ее разливам, что не только обеспечивает едой рыбку паку, но и помогает распространять семена с испражнениями рыб. Подобным же образом созревание фруктов в конце лета и осенью обеспечивает спелыми, богатыми фруктозой плодами готовящихся к перелету птиц и впадающих в зимнюю спячку животных, помогая им накопить запасы жира перед зимними тяготами, а также пользуясь животными как разносчиками семян в преддверии весны.

Мы, люди, нарушили этот чудесный баланс, найдя способ есть фруктозу круглый год. Фантастическая система, созданная матушкой-природой, кажется, потерпела неудачу, столкнувшись с нами. Но, прежде чем мы обсудим детали того, как это повлияло на наше здоровье, стоит сделать паузу и спросить, почему так произошло. Неужели все дело просто в том, что мы едим слишком часто слишком много фруктозы? Хотя это главная причина, есть еще и другая; как мы увидим, достаточно удивительная. Дело в том, что в отличие от многих млекопитающих мы очень чувствительны к фруктозе; понимание же причины повышенной чувствительности потребует путешествия в далекое прошлое, отстоящее от нас на миллионы лет, чтобы исследовать еще одну биологическую загадку.

Главный путь метаболизма фруктозы осуществляется под действием особого фермента – фруктокиназы. Этот фермент использует АТФ, который он превращает в АДФ. После присоединения фосфата происходит восстановление АТФ; эта регенерация АТФ снижается в результате других метаболических реакций, которые в ходе метаболизма фруктозы стимулируют превращение АМФ в мочевую кислоту. В свою очередь, мочевая кислота вызывает окислительный стресс в митохондриях, запуская, таким образом, переключение в режим выживания. Это происходит независимо от поэтапного расщепления фруктозы, который следует обычному пути метаболизма углеводов.

Фруктоза обманом заставляет организм накапливать жир; это блистательная система, которая позволяет животным накапливать жир до того, как начинаются неприятности с едой.

Глава 4. Почему мы толстеем

Из всех животных фруктозу больше всего любят люди и их родственники – приматы. Фруктоза – это главный сахар, присутствующий во фруктах. Для обезьян фрукты – это не просто их любимая еда; они вызывают у обезьян пристрастие. В исследовании, проведенном в Индонезии, было установлено, что орангутанги, обитающие в тропических джунглях, объедаются фруктами в течение нескольких месяцев, когда они доступны в изобилии, причем обезьяны едят только их. В этот период обезьяны удваивают потребление калорий и значительно прибавляют в весе. В остальное время года они питаются в основном корой и листьями, а живут по преимуществу за счет жира, накопленного в период изобилия фруктов. Другие обезьяны тоже используют спелые плоды для получения драгоценных калорий. Например, шимпанзе особенно любят инжир, плоды которого доступны круглый год.

Наша любовь к фруктозе имеет глубокие корни, ибо фруктоза не раз спасала наших общих с обезьянами предков от вымирания. По меньшей мере, дважды за нашу историю наше выживание было связано не просто с фруктозой, а со спасительными мутациями, которые снабдили нас вдвойне выигрышным сочетанием: способностью накапливать больше жира при меньшем потреблении фруктозы. Эти мутации, при случайных событиях, которые произошли просто так, как оказалось, дали нам решающее адаптивное преимущество, которое спасло нас от вымирания. Эти мутации можно считать настоящим чудом. Это чудо, однако, привело к резкому повороту, ибо по иронии судьбы те же самые мутации стали основной причиной нашей склонности к ожирению.

Астероид, вымирание и чудо

Как считают астрономы, миллионы и миллионы лет назад из пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером, вырвался огромный кусок камня и полетел к Земле, где стал причиной самого грандиозного вымирания за всю историю нашей планеты. Влетев в атмосферу, астероид превратился в пылающий метеорит, названный Чикшулубом, по названию города майя, расположенного неподалеку от места удара метеорита. Считается, что огненный шар упал на Юкатан 65 миллионов лет назад, в конце мелового периода, когда на Земле господствовали динозавры. Метеорит был огромен, его диаметр был равен 10–15 км, а ударился он об Землю со скоростью около 80 000 км в час, в результате чего образовался кратер диаметром 96 и глубиной 29 км. Это столкновение привело к образованию гигантского цунами и к землетрясению магнитудой больше 10; энергии выделилось в миллиард раз больше, чем при взрыве атомной бомбы. Пыль, грязь и обломки камней взлетели в атмосферу на такую высоту и в таком количестве, что это облако затмило солнечный свет на год или более. Сначала в атмосфере распространились волны невиданного зноя и запылали пожары, но затем быстро последовала длительная ночь, наступившая из-за накопления пыли в атмосфере. Все это привело к наступлению так называемой импактной зимы, когда среднегодовая температура упала на 7 градусов Цельсия. От недостатка солнечного света погибали растения, стало катастрофически не хватать еды.

Это было отчаянно опасное время для жизни на Земле. Почти 75 % животных видов вымерли, включая и динозавров. Уцелевшие виды понесли ужасные потери; лишь немногим удалось выжить.

Среди выживших оказались мелкие млекопитающие, включая и древних приматов. Генетические исследования показывают, что эти древние приматы уже существовали за 5 миллионов лет до падения метеорита и были представлены двумя типами: предками лемуров, маленьких, смышленых мокроносых и большеглазых приматов, обитающих на Мадагаскаре, и предками сухоносых приматов, таких как низшие обезьяны, высшие обезьяны и люди. Считается, что эти проворные животные жили преимущественно за счет питания фруктами, и, соответственно, само их существование было поставлено под угрозу, потому что фрукты стало трудно находить. Как же выжили эти приматы?

Интерес к массовому вымиранию появился у меня после того, как я узнал, что ДНК современных сухоносых приматов содержит мутацию, которая отключила у нас способность самостоятельно синтезировать витамин C. Точное время этой мутации неизвестно, но есть свидетельства того, что она произошла приблизительно во время падения метеорита. То, что эта мутация затронула всю популяцию, говорит о том, что эта мутация обеспечивала какое-то преимущество при выживании. Но в чем заключалось это преимущество?

Витамин C является антиоксидантом, то есть он защищает организм от окислительного стресса, а также играет роль во многих биологических функциях. Если человек не получает достаточного количества витамина C, то у него может развиться цинга. Люди, болеющие цингой, жалуются на повышенную утомляемость, кровоточивость десен и боли в суставах; цингой часто страдали моряки в дальних плаваниях до тех пор, пока один судовой врач по имени Джеймс Линд не обнаружил, что цингу можно вылечить употреблением в пищу фруктов. (В результате возникла практика включения в рацион моряков на судах лайма и лимонов; именно поэтому британских моряков стали называть «лайми».)

Учитывая важность витамина C, мы должны задать вопрос: почему мутация, лишившая нас способности к его синтезу, оказалась благотворной? Особенно после падения метеорита, когда стало невероятно трудно обнаружить фрукты – основной источник витамина C. Представляется странным, что потеря способности к борьбе с окислительным стрессом пошла на пользу приматам на фоне невероятной по масштабам катастрофы. Если, конечно, не предположить, что сам окислительный стресс приносил какую-то пользу.

Вспомним, что, когда мы употребляем в пищу фруктозу, образуется мочевая кислота, а мочевая кислота вызывает окислительный стресс в энергетических станциях наших клеток, в митохондриях. Этот окислительный стресс снижает продукцию АТФ и направляет калории вместо выделения энергии в сторону образования жира. Помимо этого, стресс уменьшает сжигание жира, что еще сильнее подавляет метаболизм. Таким образом, окислительный стресс играет важную роль в накоплении жира благодаря действию фруктозы, а это способствует выживанию, когда еда становится труднодоступной. Большой избыток витамина C, который блокирует окислительный стресс, возможно, подавляет это переключение в режим выживания, то есть приведет к снижению продукции жира.

Фрукты, действительно, содержат витамин C, но по мере их созревания количество витамина в них уменьшается, а количество фруктозы возрастает. Спелые фрукты содержат максимум фруктозы и минимум витамина C к тому моменту, когда семена готовы к посеву. Именно высокое содержание фруктозы является причиной, заставляющей животных предпочитать спелые плоды; они обеспечивают наилучшую возможность накапливать жир.

Однако если животное способно самостоятельно синтезировать витамин C, то тогда может нарушиться способность даже спелых фруктов стимулировать продукцию жира в зависимости от того, насколько много витамина C способно синтезировать животное. Если же оно голодает, то идеальным является низкое содержание витамина C в его организме, что способно максимально увеличивать продукцию жира в ответ на потребление фруктозы. Мигель Ланаспа и я заинтересовались вопросом о том, могла ли неспособность к синтезу витамина C обеспечивать наших предков преимуществом в выживании, усиливая способность фруктозы увеличивать объем жира в организме во время ограниченного доступа к пище.

Для того чтобы изучить влияние витамина C на жир, мы использовали мышей, генетически модифицированных так, чтобы лишить их способности синтезировать витамин C. Так же, как мы, эти мыши нуждаются в приеме витамина, так как в противном случае они тяжело заболевают. Используя этих мышей, мы могли контролировать количество витамина C, которое они получали. Мы разделили мышей на две группы: мыши одной группы получали мало, а другой – много витамина C, а затем давали им воду с добавлением такого количества сиропа с повышенным содержанием фруктозы, чтобы ее концентрация соответствовала таковой в безалкогольных сладких напитках. Подслащенная вода нравилась всем мышам, и мыши обеих групп пили ее охотно. Однако мыши, получавшие низкие дозы витамина C, накапливали жир быстрее, чем те мыши, которые получали высокие дозы.

Потеря способности синтезировать витамин C оказалась благотворной для древних приматов, которые смогли пережить катастрофу, в которой погибли динозавры, ибо такая потеря позволила приматам синтезировать больше жира, несмотря на уменьшение количества доступных фруктов. Сегодня, однако, дефицит витамина C делает нас более уязвимыми к влиянию сахара на накопление жира. Действительно, многие исследования показывают, что у людей, страдающих ожирением, в крови обнаруживают снижение концентрации витамина C. Мало того, есть интригующие данные о том, что введение витамина C может облегчить симптомы метаболического синдрома как у животных, так и у людей. (Роль витамина C в профилактике и лечении ожирения мы обсудим ниже, в главах 9 и 10).

Сегодня отсутствие у нас способности синтезировать витамин C сделало нас более восприимчивыми к развитию ожирения под влиянием потребления фруктозы.

Но падение астероида было не единственной угрозой выживания нашего вида. Случилось еще одно событие, когда мы были на волосок от вымирания, но, опять-таки, по иронии судьб, тот способ, каким мы это сделали, повысил риск ожирения в наши дни.

Как инжир и инжирный наездник повлияли на наш риск ожирения

Первая высшая обезьяна появилась в Восточной Африке около 24 миллионов лет назад. По сравнению со своими родственниками, низшими обезьянами, она резко отличалась бо́льшими размерами головы и туловища, а также отсутствием хвоста. Первые высшие обезьяны обитали во влажных тропических джунглях, прятались от солнца под густой листвой и питались преимущественно фруктами.

Климат в Африке миоценовой эпохи был сущим тропическим раем; фрукты были доступны круглый год, в джунглях обитало сравнительно немного хищников; обезьяны благополучно размножались и эволюционировали – образовалось более 10 новых видов. Затем, приблизительно 17 миллионов лет назад, начала медленно снижаться глобальная температура, вероятно, из-за вулканической активности в Рифтовой долине[16]. На полюсах начал откладываться лед, стал снижаться уровень Мирового океана. Сахара, которая прежде находилась под водой, превратилась в обширное болото, а Африка, прежде отделенная от Евразии водой, теперь оказалась соединенной с ней мостиком суши.

Появление этой дороги позволило животным двинуться в регионы, которые теперь называются Ближним Востоком и Малой Азией. Среди этих животных были слоны, носороги, жирафы и даже муравьеды. Были среди этих путников также и высшие обезьяны нескольких видов, которые нашли весьма гостеприимными лесистые местности новых районов своего обитания. Очень скоро большие колонии высших обезьян возникли в областях нынешнего Ближнего Востока и в Европе.

Климат продолжал становиться все более прохладным. В Европе это похолодание сопровождалось летними муссонами и мягкими зимами; изменились и ботанические условия, леса поредели и стали уступать место лугам. Фрукты стали менее доступными, и по мере ухудшения климата в течение следующих нескольких миллионов лет европейские обезьяны стали лишаться ресурсов. Это потребовало выхода из лесов и попыток искать альтернативные источники пищи – коренья и клубни. Решительный момент настал, когда в Европе перестал вызревать инжир, а известно, что из всех фруктов обезьяны предпочитают именно инжир. Дело не только в том, что в инжире содержится особенно много фруктозы, а в том, что инжир доступен круглогодично, потому что его растения непрерывно опыляются насекомым – инжирным наездником. Неизвестно, что исчезло раньше – фиговые деревья или наездники, но поскольку друг без друга они существовать не могут, но пропали и те, и другие.

Снижение урожайности инжира привело к тому, что каждый год, в течение от нескольких до месяцев, плоды стали недоступными. В эти месяцы обезьяны были вынуждены запасать пищу, чтобы избежать голодной смерти. Климат продолжал становиться холоднее, а голодание – тяжелее, и изолированные колонии обезьян стали постепенно исчезать. 8–10 миллионов лет назад погибли последние высшие обезьяны Европы. Обезьяны не были единственными, кто не смог приспособиться к климатическим сдвигам; в то время вымерли около 30 % всех видов животных.

Это может показаться печальной историей, в которой вид европейских обезьян стал тупиковой ветвью нашего эволюционного дерева. Однако антропологи Питер Эндрюс из Лондонского музея естественной истории и Дэвид Бегун из Университета Торонто, независимо друг от друга, обнаружили ископаемые свидетельства того, что не все доисторические европейские высшие обезьяны вымерли. Некоторые выживали достаточно долго для того, чтобы вернуться в Африку, где они позже развились в африканских высших обезьян, в ваших и моих предков, а другие мигрировали в Южную Азию, где стали, в конце концов, орангутангами.

Оказывается, эта история важна, потому что люди и все крупные современные обезьяны являются носителями мутации, которая привела к тому, что у нашего вида уровень мочевой кислоты в крови выше, чем у других млекопитающих. Вы, возможно, вспомните, что мочевая кислота образуется в процессе метаболизма фруктозы и играет значимую роль в переключении в режим выживания, вызывая окислительный стресс в энергетических станциях организма. То, что у всех крупных обезьян и у человека имеет место эта мутация, говорит о том, что все мы произошли от одного общего предка, а мутация произошла, вероятно, у голодающих европейских обезьян. Для того чтобы исследовать эту идею, наш сотрудник Эрик Гоше применил методы молекулярной биологии для того, чтобы проследить эту мутацию до времени, когда она возникла впервые. Он рассчитал, что ген снижал свою активность постепенно, в течение миллионов лет, но полностью он отключился около 15 миллионов лет назад, как раз на пике голодного времени для обезьян.

Для того чтобы лучше понять роль этой мутации, я полетел в Лондон на встречу с Питером Эндрюсом, который, помимо того что открыл вышеупомянутые ископаемые свидетельства, является еще ведущим специалистом по обезьянам эпохи миоцена. Питер согласился с тем, что мутация, которая стимулировала образование жира из фруктов, могла быть спасительной. Он объяснил также, что в то время давление на способность к выживанию в Африке было слабее, чем в Европе, потому что климат в Африке оставался достаточно теплым для того, чтобы фрукты, хотя ареал их произрастания и сократился, все же оставались доступными круглый год. Таким образом, влияние мутации должно было быть особенно значительным, если бы она произошла в Европе или в Малой Азии, где угроза вымирания была для обезьян наибольшей.

Генетическая мутация, повлиявшая на уровень мочевой кислоты, оказала свое действие за счет инактивации фермента уриказы, который в норме отвечает за расщепление мочевой кислоты, а значит, его активность приводит к снижению содержания мочевой кислоты в крови. В отсутствие уриказы происходит значительное повышение концентрации мочевой кислоты в ответ на потребление фруктозы. Теоретически повышенный уровень мочевой кислоты приводит к усилению окислительного стресса в энергетических станциях клеток, а следовательно, к активации переключения в режим выживания и к более высокой продукции жира на то же количество фруктозы. Другими словами, эффект будет тот же, что и эффект потери способности синтезировать витамин C.

Мы решили проверить эту гипотезу. Сначала, для того чтобы исследовать воздействие повышенной концентрации мочевой кислоты на метаболизм фруктозы, моя сотрудница Габи Санчес-Лосада с помощью соответствующего ингибитора блокировала фермент уриказу у подопытных лабораторных крыс. У этих животных в результате уровень мочевой кислоты в крови повысился. Затем она начала скармливать одинаковое количество фруктозы крысам с нормальным уровнем мочевой кислоты и крысам с блокированной уриказой. Результат поразил нас тем, что крысы с блокированной уриказой отвечали на прием фруктозы дальнейшим повышением концентрации мочевой кислоты и более интенсивным окислительным стрессом по сравнению с нормальными крысами, и это изменение сочеталось с повышением артериального давления, содержания триглицеридов и глюкозы в крови, а также сопровождалось накоплением жира в печени. Кроме того, эти крысы быстрее набирали вес, хотя эта разница была статистически незначима, видимо, из-за того, что эксперимент продолжался всего восемь недель.

Мы не единожды, но дважды были на волоске от вымирания и выжили только благодаря мутациям, которые сделали нас более чувствительными к действию фруктозы.

Далее мы привлекли к сотрудничеству Эрика Гоше, который смог восстановить древний ген уриказы с помощью современных молекулярно-биологических технологий. При культивировании человеческих печеночных клеток со встроенным в их ДНК геном уриказы в среде, содержащей фруктозу, в клетках образовывалось некоторое количество мочевой кислоты и жира. Однако при культивировании нормальных печеночных клеток без гена уриказы синтез мочевой кислоты значительно возрос, а продукция жира удвоилась в ответ на прием того же количества фруктозы. Другими словами, присутствие древнего гена уриказы в печени тем не менее не препятствовало образованию некоторого количества мочевой кислоты, но если уриказа отсутствовала благодаря мутации, то печеночная клетка получала возможность синтезировать больше жира в ответ на введение того же количества фруктозы.

Эти исследования позволяют предполагать, что в прошлом мы не единожды, но дважды были на волосок от вымирания, но выжили благодаря мутациям, которые сделали нас более чувствительными к действию фруктозы по сравнению с другими животными и таким образом помогли нам более эффективно запасать жир. Это давало нам решающее преимущество, когда приходилось переживать трудные периоды, когда пища становилась труднодоступной. Однако это повышение чувствительности оказалось обоюдоострым оружием.

Экономные гены и распространение ожирения

Шестьдесят лет назад генетик Джеймс Нил выдвинул гипотезу, объясняющую, почему так много людей на Западе страдают ожирением и заболевают сахарным диабетом. Гипотеза эта родилась из наблюдений над первобытными народами, у которых сахарный диабет встречается нечасто. Нил предположил, что в прошлом, когда голод и другие бедствия угрожали нам вымиранием, у нас возникли мутации, способствующие выживанию в тяжелые времена – например, мутации, улучшавшие способность запасать жир. И хотя эти мутации помогали выживанию во времена, когда еда была в дефиците, в условиях, когда она стала легкодоступной, те же мутации привели к повышению риска ожирения и возникновения сахарного диабета.

Эта гипотеза «экономного гена» подверглась критике со стороны многих ученых, потому что не были обнаружены гены, стимулирующие развитие ожирения, а также потому, что многие интерпретируют эту гипотезу в том смысле, что если мы являемся носителями новых, мутировавших генов, то и все мы должны страдать ожирением и диабетом. Однако наши исследования поддерживают эту гипотезу. Правда, согласно результатам наших исследований, мы не приобрели два новых гена, а утратили два старых, но концепция от этого не меняется. Итак, как можно проверить, что гипотеза верна? Какие эксперименты надо для этого выполнить?

Сначала я подумал о мутации гена уриказы. Мы не стали предполагать, что мутация в метаболизме мочевой кислоты сделала жирными обезьян миоцена; скорее, она просто защищала их от голодания. Возможно, в контексте конкретных условий мутация обмена мочевой кислоты всего лишь привела к повышению ее содержания в организме до уровня, достаточного для сохранения запасов жира, но требуется западная диета с высоким содержанием фруктозы для того, чтобы уровень мочевой кислоты поднялся до такого уровня, когда развивается истинное ожирение. У большинства взрослых, страдающих ожирением, концентрация мочевой кислоты в крови равна 360 мкмоль/л или больше в сравнении с 240–300 мкмоль/л в крови худощавых людей.

Поскольку мутация произошла у предков и людей, и крупных обезьян, я понял, что если измерить уровень содержания мочевой кислоты в крови горилл и шимпанзе, ветви которых отошли от нашего общего генеалогического древа уже после того, как произошла мутация, то можно будет оценить влияние мутации на уровень мочевой кислоты в крови до того, как люди стали придерживаться западной диеты. Итак, я отправился в зоопарк Сан-Диего к Брюсу Райдауту, руководителю научной лаборатории зоопарка. Вместе мы измерили концентрацию мочевой кислоты в крови многих низших и высших обезьян. Мы обнаружили, что уровень мочевой кислоты был низок (60–120 мкмоль/л) у приматов, показывающих наличие гена уриказы, но был слегка повышен у высших обезьян, у которых уриказа отсутствует (180–240 мкмоль/л).

Мне также хотелось измерить уровень мочевой кислоты у людей, не придерживающихся западной диеты. Из работ Джеймса Нила я узнал, что он организовал экспедицию в джунгли Амазонки, где изучал группу охотников – собирателей племени яномами. Пищевой рацион яномами состоит из бананов и клубней растений, а еще из мяса дичи. Нил и его коллега Уильям Оливер сообщили, что, несмотря на наполненную стрессами жизнь из-за местных племенных войн, у людей яномами низкое или нормальное артериальное давление и они не страдают ни ожирением, ни сахарным диабетом.

Я решил, что это идеальная группа для исследования и, связавшись с Биллом Оливером, получил от него пробы крови, собранные во время экспедиции. Мы сделали анализ и обнаружили, что содержание мочевой кислоты у индейцев племени яномами равно в среднем 180 мкмоль/л, в то время как у членов экспедиции, включая и самого Нила, уровень мочевой кислоты составлял 300 мкмоль/л и выше. Другими словами, наша теория, кажется, была правильной: мутация привела всего лишь к небольшому повышению содержания мочевой кислоты в крови, от 60–120 мкмоль/л у приматов, производящих уриказу, до 180 мкмоль/л у яномами. (Более высокая концентрация мочевой кислоты, наблюдавшаяся у членов экспедиции Нила, была, вероятно, результатом западной диеты.) Это небольшое повышение защищало нас от голодной смерти, но само по себе не могло вызвать ожирение. Но мутация гена уриказы могла сделать людей предрасположенными к ожирению в случае потребления избытка фруктозы.

То же самое касается мутации, которая устранила ген, определяющий нашу способность синтезировать витамин C: она вызвала развитие предрасположенности к развитию ожирения при наличии в диете большого количества фруктозы. Сегодня концентрация витамина C в нашей крови широко варьирует в зависимости от употребления в пищу фруктов. Во многих исследованиях было показано, что у людей, страдающих ожирением или метаболическим синдромом, наблюдают снижение концентрации витамина C в крови. Были также проведены исследования, показавшие, что прием больших доз витамина C снижает риск развития метаболического синдрома. В нескольких исследованиях было установлено, что прием ежедневно 500 мг витамина C улучшает показатели артериального давления, снижает концентрацию в крови триглицеридов, повышает содержание холестерина ЛПВП (хорошего холестерина) и снижает ИМТ. Интересно, что питье фруктовых соков не так эффективно, как прием чистого витамина C, и этот феномен можно объяснить тем, что во фруктовых соках содержится много фруктозы.

Мы стали особенно чувствительными к эффектам фруктозы миллионы лет назад, но на протяжении большей части нашей истории оставались худыми, так как доступ к фруктозе был ограниченным. Когда же произошло это изменение? И какой урок можем мы извлечь из этой истории?

Самые ранние данные об ожирении

Изначально эти спасительные мутации, задевшие синтез мочевой кислоты и витамина C, не приводили к ожирению. Фруктоза, которую мы ели, содержалась, главным образом, во фруктах и меде, которые являлись сезонной пищей, и ожирение встречалось редко.

Как могу я так уверенно делать подобные заявления о людях, живших в столь давние времена? Я могу так говорить, потому что в нашем распоряжении есть доказательства – древние скелеты.

Одним из самых надежных признаков потребления фруктозы является наличие полостей в зубах, то есть следов кариеса. Кариес возникает в результате жизнедеятельности специфических бактерий, обитающих во рту и питающихся фруктозой, которую мы едим; эти бактерии вызывают разрушение зубов и поражение десен за счет кислот и других веществ, которые повреждают как зубы, так и мягкие ткани. Таким образом, обнаружение кариозных полостей в древних зубах почти всегда означает, что их обладатели ели фруктозу. Редкие случаи обнаружения полостей говорят о редком употреблении фруктозы, а высокая частота указывает на массивное воздействие фруктозы[17].

Скелет также может дать сведения об ожирении, которым страдал его обладатель. При ожирении дополнительный вес накладывает дополнительную нагрузку на позвоночник, что приводит к уплотнению связок и сухожилий в местах, где они прикрепляются к позвоночнику, к срастанию позвонков и к костным деформациям. Классическим местом подобных деформаций является правая сторона позвоночника. Это необычное разрастание костной ткани называют «диффузным идиопатическим скелетным гиперостозом» (ДИСГ). Таким образом, если в скелете обнаруживается ДИСГ, а в зубах кариес, то можно сказать, что у данного человека имело место избыточное потребление фруктозы и ожирение.

В течение большей части человеческой истории зубной кариес и ДИСГ встречались редко. Это означает, что избыточное потребление фруктозы и ожирение также были большой редкостью. Как уже было сказано в главе 1, статуэтки фертильных женщин, относящиеся к верхнему палеолиту в Европе, позволяют предполагать, что ожирение встречалось и в тот период. И в скелетах, относящихся к тому периоду, отмечают удвоение частоты зубного кариеса, но в целом в эпоху палеолита ожирение встречалось, вероятно, редко.

Если мы переместимся ближе к нашему времени, то найдем свидетельства в пользу несколько большего распространения ожирения и сахарного диабета в Древнем Египте около 4 тысяч лет назад; возможно, это было связано с потреблением меда. Мед очень высоко ценился египтянами. Мед служил для лечения ран, использовался при изготовлении мумий, а особенно в еде и питье, таких как медовые пироги и медовое пиво. Мед ценился как золото и серебро, его часто взимали в виде налога и брали на войне как трофей. Например, Тутмос III взял больше 470 кувшинов меда во время военного похода в Ханаан (современные Израиль и Палестина), «страну молока и меда».

Неудивительно, что при исследовании мумий была обнаружена высокая частота кариеса, ДИСГ и избыточных кожных складок, говорящих об ожирении среди аристократов и богачей. Один из самых показательных примеров – Хатшепсут, одна из первых женщин-цариц, которая правила больше двадцати лет в XV в. до н. э. У нее был обнаружен множественный кариес, а также признаки ожирения и сахарного диабета.

Хотя ожирение и наблюдалось в прошлом, как, например, среди высшего класса египетского общества, оно ни в коем случае не встречалось так часто, как сегодня. Для того чтобы добраться до коренной причины современной эпидемии ожирения, надо присмотреться к внедрению и распространению в мире белой субстанции, которая вошла в историю как самый желанный пищевой продукт: столового сахара.

Влияние сахара (рост влияния сахара)

Истоки эпидемии ожирения можно обнаружить в Индии, на берегах Ганга, где она началась приблизительно 2500 лет назад. Именно тогда местные земледельцы обнаружили, что из тростника, росшего вдоль Ганга, можно получить сладкую жидкость, если истолочь и сварить его стебли. Индийский врач Сушутра заметил, что многие из тех, кто часто ее пил, заболевали ожирением и диабетом, но сладость была настолько соблазнительной, что люди не могли отказаться от нее. Слухи о восхитительной субстанции достигли Персии в результате военных походов Дария, а также Греции, где о чудесном напитке рассказывали воины Александра Великого, вернувшиеся с его войн.

Вскоре после этого были разработаны способы получения кристаллического сахара, и он распространился в Китае, Персии и Египте, а затем попал на Кипр и в Северную Африку, где климат позволял выращивать сахарный тростник. В Европу, однако, сахар попадал в очень небольших количествах. Моисей Маймонид, еврейский врач двенадцатого века, заметил, что в Испании он не встречал больных диабетом, а когда переехал в Египет, то сразу столкнулся с двадцатью случаями этой болезни. Он не мог понять, в чем дело. Ретроспективно мы, однако, понимаем причину: сахар в то время еще не проник в Испанию.

Сведения об этом пищевом продукте, превосходившем по вкусу мед, белом, «как снег или белая соль», дошли до Европы в двенадцатом и тринадцатом веках с крестоносцами, возвращавшимися из Святой Земли. Один такой крестоносец, король Англии Эдуард I, буквально влюбился в сахар. В то время сахар был невероятно дорог, и его вообще было трудно найти. Но Венецианская республика начала ввозить его в Европу из Египта, с Кипра и из Южной Аравии, а Эдуард любил сахар настолько сильно, что в 1287 г. купил, невзирая на цену, 1877 фунтов (почти 845 кг) сахара, а в следующем году еще больше.

Августейшие особы того времени были не единственными, охваченными этой одержимостью. Церковные иерархи тоже любили сахар и толстели. Святой Фома Аквинский (1225–1274) так сильно любил сахар, что объявил его лекарством, чтобы обосновать его употребление во время постов. Папа Лев X (1475–1521) настолько обожал сахар, что однажды ему подарили сахарные статуи его кардиналов в натуральную величину; папа получил прозвище Лев Толстый.

В то время как богачи могли позволить себе сахар, для большинства простых людей он много лет оставался недоступным из-за своей дороговизны. Например, в четырнадцатом веке один фунт сахара стоил столько же, сколько двадцать восемь фунтов сыра или тридцать четыре дюжины яиц.

Стоимость сахара, однако, изменилась, когда сахарный тростник стали культивировать в Северной и Южной Америках. К семнадцатому веку большую часть продаж американского сахара контролировала Англия, что привело к возникновению знаменитой «треугольной торговли»; доходы от продажи сахара в Англии шли на производство пороха, свинца и соли, меняли это на рабов в Африке, которых отправляли в Америку на сахарные и хлопковые плантации.

Большую часть американского сахара ввозили в Англию; экспорт сахара из Англии был мал. Очень скоро в Лондоне возникло множество сахарных торговых домов; сахар стали добавлять в кофе, чай и алкогольные напитки. Популярными алкогольными напитками на основе сахара стали ром, который гнали из сахарного тростника, и херес с сахаром. Херес – это вино, к которому добавляли спирт, выгнанный из винограда, сахарного тростника или сахарной свеклы; затем к смеси добавляли еще и кристаллический сахар. (Сэр Джон Фальстаф, персонаж нескольких шекспировских пьес, был горьким пьяницей, прозвищем которого был Херес с сахаром, по его любимому напитку.) Другими излюбленными напитками того времени были гипокрас (вино, к которому добавляли корицу, мускат и сахар) и пунш (здесь сахар добавляли к смеси вина, коньяка и рома).

Хотя Англия продолжала доминировать в импорте сахара в течение нескольких следующих сотен лет, экспортируя все меньше и меньше сахара в остальные страны Европы, другим значимым игроком на сахарном рынке стала Голландия. К середине семнадцатого века Голландия ввозила сахар из Суринама в Южной Америке, а также с острова Ява и других островов Ост-Индии. Сахарные заводы были построены в Амстердаме и Антверпене. Эти заводы поставляли в Европу почти половину потреблявшегося там сахара.

Неудивительно, что именно в Англии и Голландии начала расти заболеваемость ожирением. Уже в 1685 г. голландский врач Стефен Бланкаарт указывал на то, что сахар играл большую роль в быстром росте заболеваемости зубным кариесом, ожирением и подагрой (подагра – это воспаление суставов, обусловленное отложением в них мочевой кислоты) в Голландии. Герман Бургаве, другой знаменитый голландский врач, описал пациента, который был настолько толст, что был вынужден подвязывать к шее мешок, чтобы поддерживать огромный живот; в обеденном столе была выпилена выемка, чтобы пациент мог помещаться за ним и дотягиваться до тарелок с едой.

К концу семнадцатого столетия золотой век Голландии подошел к концу, импорт сахара существенно сократился, когда англичане начали захватывать голландские корабли в ходе вспыхнувшей англо-голландской войны. Наоборот, подушевое потребление сахара в Англии продолжало расти от приблизительно 2 кг в год в 1700 г. до 8 кг в 1800 г. Английский торговец пищевыми продуктами Дэниел Ламберт имел рекордный по тому времени вес в 330 кг; в его жилет можно было закутать семь человек обычного веса. В начале девятнадцатого века британский врач Уильям Уодд с горечью констатировал: «На одного толстяка во Франции или Испании приходится сотня толстяков в Англии».

В течение восемнадцатого века в Англии потребляли сахара больше, чем во всей остальной Европе (здесь для примера взята Франция), и именно в Англии уже тогда возникла эпидемия ожирения. (С изменениями из: “Social Science History” 14:95–115).

Но и Франция не отставала. Захват торговли сахаром британцами вкупе с блокадой Британии кораблей, доставлявших сахар из Ост– и Вест-Индии в континентальную Европу во времена наполеоновских войн, вынудил Наполеона искать другие пути доставки сахара. И он нашел источник сахара в сахарной свекле. Немецкий химик Андреас Маркграф успешно разработал метод извлечения сахара из свеклы еще в 1747 г., но промышленное производство свекловичного сахара началось только в начале девятнадцатого века. В период между 1811 и 1815 гг. Наполеон распорядился построить во Франции сорок сахарных заводов, на которых производили достаточно сахара для снабжения большей части континентальной Европы. И момент для этого был благоприятный: с возникновением Соединенных Штатов американцы захватили контроль над торговлей тростниковым сахаром и смогли оставлять все больше сахара своим гражданам.

С появлением этих новых источников сахар, который был дорог везде, кроме Англии, стал более доступным. Потребление сахара росло по всему миру. К 1900 г. потребление сахара на душу населения возросло в Англии до 90 фунтов в год, то есть за одно столетие оно выросло приблизительно в пять раз.

XX век – поворотный пункт в проблеме ожирения и сахарного диабета

Во введении я уже говорил, что поворотным пунктом в истории ожирения, временем, когда оно внезапно стало намного чаще встречаться среди населения (вместе с другими эпидемиями – например, сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний), стала чикагская Всемирная выставка 1893 г. Зная то, что нам известно сейчас, мы можем рассмотреть эти эпидемии в новом свете. Главная причина – таково мое твердое убеждение – заключается отнюдь не в достижениях технологии. Это верно, что такие успехи ведут к быстрой индустриализации и массовому производству товаров, уменьшению доли тяжелого физического труда, а прогресс в автомобильном, железнодорожном и других видах транспорта улучшает возможности создания больших запасов продуктов, импортированных из дальних стран, а значит, обеспечивает постоянный достаток и избыток еды.

Повышение потребления сахарозы в фунтах на душу населения в год в Соединенном Королевстве (1700–1930) и Соединенных Штатах (1890–2020). Потребление сахара в Великобритании резко увеличилось после снижения сахарного налога; при этом потребление сахара снижалось на фоне обеих Мировых войн. После 1975 г. потребление сахара еще более увеличилось в связи с появлением на рынке сиропов, содержащих повышенное количество фруктозы. (С изменениями из: Noel Deer, The History of Sugar, Nature 239:197–199; Arch Int Medicine 1924; 34:585–630; Бюро переписи населения США).

Тем не менее, как мне кажется, причиной этих эпидемий стал тот факт, что сахар стал дешевле и доступнее, что и привело к повышению его потребления. В 1800 г. в Англии потребление сахара на душу населения составляло всего 8 кг в год отчасти потому, что торговля сахаром облагалась высокими налогами. На фоне увеличения производства сахара и уменьшения налога на его продажи потребление сахара стало расти. После того как премьер-министр Уильям Гладстон в конце концов отменил в 1874 г. налог на сахар, душевое потребление сахара увеличилось с 23 кг в год в 1874 г. до приблизительно 40 кг ко времени Чикагской выставки 1893 г. США сначала немного отставали с уровнем потребления около 27 кг на душу населения в год в 1893 г., но затем произошел резкий скачок до 38 кг в год к началу Первой мировой войны. Кроме того, именно в это время началось массовое производство таких безалкогольных напитков, как Coca-Cola, Dr Pepper и Pepsi Cola, и газированные сладкие напитки вошли в моду. Это повышение потребления сахара в двадцатом веке происходило параллельно с повышением заболеваемости ожирением и сахарным диабетом.

Доказательств того, что именно сахар является движущей силой ожирения, много. Многочисленные исследования показали, что введение сахара в пищевой рацион населения неизбежно сопровождается ростом заболеваемости ожирением и сахарным диабетом. Эта тенденция характерна для всего мира, даже для отдаленных изолированных групп. Например, после того, как сахар стал доступен маори, полинезийцам, тиви и индейцам Америки, в этих популяциях быстро возросла заболеваемость ожирением и диабетом.

Истинной причиной возникновения эпидемии ожирения и сахарного диабета стало удешевление сахара и повышение его доступности, приведшие к увеличению его потребления.

В Науру, маленьком островном государстве в Тихом океане, население прежде в основном питалось рыбой, плодами хлебного дерева и кокосами. Затем, в начале двадцатого века, европейцы открыли, что недра острова богаты фосфатами, и началось строительство шахт под управлением, главным образом, Британской Комиссии по фосфатам. Население Науру разбогатело в связи со сдачей в аренду шахт; разумеется, изменилась и их питание. Среди продовольственных товаров, доставляемых в Науру, появился сахар, и к 1925 г. потребление его на душу населения в день достигло 1 фунта. К концу 1920-х гг. в Науру были зарегистрированы первые случаи сахарного диабета, а потом начался быстрый рост заболеваемости ожирением и диабетом. Сегодня более 90 % наурийцев страдают избыточным весом или ожирением.

В течение большей части двадцатого века столовый сахар, или сахароза, был основным сахаром, который мы добавляли к пищевому рациону. Затем, в 1907-х гг., ускорилось введение в рацион фруктозы в связи с изобретением новых сладких продуктов на основании пшеницы. Зерновой сахар, состоящий преимущественно из глюкозы, в процессе производства превращается во фруктозу, и сладкая субстанция, таким образом, состоит из двух сахаров. Стало возможным изготовление смешанных продуктов, состоящих из глюкозы и фруктозы – зерновых сиропов. В то время как сахароза наполовину состоит из глюкозы и наполовину из фруктозы, потому что молекула сахарозы состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы, долю фруктозы в сиропах можно произвольно менять. При смешивании фруктозы с глюкозой в соотношении 55/45 %, или даже 65 к 35, смесь становится слаще, и многие предпочитают эти смеси обычному столовому сахару. Сиропы с повышенным содержанием фруктозы стали добавлять ко многим готовым продуктам. Так как эти сиропы – жидкости, то их легко примешивать ко всем продуктам, которые обычно или не содержат сахарозы, или содержат ее очень мало. Кроме того, сахароза склонна к кристаллизации при длительном хранении, а сиропы не кристаллизуются. Первоначально предполагалось заменить сахарозу в пище сиропами, но сахарозу также продолжали употреблять, и общее потребление этих двух сахаров резко возросло к концу 1970-х гг. – в 1970 г. годовое потребление этих двух добавленных сахаров на душу населения составляло 42 кг, а в 2000 г. – почти 60 кг. Соответственно, росла заболеваемость ожирением и сахарным диабетом.

Экономическая составляющая потребления сахара и риск ожирения и сахарного диабета

В течение столетий можно проследить связь риска заболевания ожирением и сахарным диабетом с уровнем потребления сахара. Ученые смогли использовать относительную стоимость сахара для предсказания, какие группы населения подвергаются наибольшему риску заболевания. Вот наглядный пример: в начале XIX в. на Цейлоне (современная Шри-Ланка) сахарным диабетом в основном болели бедняки, которые, в отличие от богачей, ели много пальмового сахара, а также такие богатые фруктозой плоды, как бананы, плоды хлебного дерева и ямс.

В начале XX в. сахар оставался относительно дорогим в США, и проведенные тогда в Нью-Йорке исследования показали, что ожирение и сахарный диабет относительно редко встречались среди черных американцев, но были распространены среди богатых людей. Сегодня сахар и сиропы, содержащие повышенное количество фруктозы, стали недорогими, и эпидемиологические показатели стали противоположными. Национальные меньшинства и бедняки потеряли это преимущество, теперь именно они больше всех страдают от ожирения и диабета, потому что они по экономическим соображениям потребляют больше всего добавленного сахара. Частота ожирения и сахарного диабета обусловлена не особыми биологическими свойствами меньшинств, а экономическими соображениями, заставляющими их потреблять много сахара.

Клинические данные в пользу того, что добавленные сахара являются главной причиной эпидемии ожирения и сахарного диабета

Сегодня сахароза и сиропы с высоким содержанием фруктозы являются источником 15–20 % потребляемых нами калорий, а у некоторых людей эта доля достигает 25 % и выше. Сахароза и сиропы содержат фруктозу, поэтому увеличение потребления обоих продуктов приводит к еще большему потреблению фруктозы. Сегодня большая часть фруктозы поступает в наш организм не с фруктами и медом, а с сахарозой и сиропами с повышенным ее содержанием. Таким образом, можно считать, что эти два продукта являются источниками избыточного потребления.

Эпидемиология этого явления ясна. Как мы уже видели, увеличение потребления сахарозы и содержащих фруктозу сиропов сочетается с повышением заболеваемости ожирением и сахарным диабетом. Внедрение этих сахаров в пищевой рацион населения сопровождается повышением заболеваемости ожирением и диабетом. Внутри населения те, кто потребляет наибольшее количество добавленных сахаров находятся под повышенной угрозой риска заболеть этими нарушениями. Особенно заметным это становится, если обратить внимание на безалкогольные напитки.

Пик потребления сахарозы и сиропов с высоким содержанием фруктозы пришелся приблизительно на 2000 г. Начиная с 2005 г. потребление безалкогольных сладких напитков стало падать (правда, это падение отчасти компенсируется употреблением «энергетических напитков», в которых также велико содержание сахарозы и фруктозы). Как и ожидалось, это привело к затуханию эпидемии ожирения и диабета; впервые за несколько десятилетий число новых случаев диабета стало меньше. Тем не менее общее потребление сахарозы и сиропов с высоким содержанием фруктозы остается значительным, особенно среди подростков и меньшинств; высокой остается и заболеваемость ожирением и диабетом.

В то время как данные позволяют утверждать, что сахароза и сиропы с фруктозой играют основную роль в распространении этой эпидемии, эта статистическая связь ничего не говорит о причинности. Выявление причин такой связи – задача клинических исследований. Можно давать испытуемым фруктозу, сахарозу, сиропы с повышенным содержанием фруктозы и смотреть, что получится в результате.

Самое убедительное свидетельство в пользу причинной роли фруктозы в метаболическом синдроме было получено в ходе десятинедельного исследования людей, страдающих избыточным весом, выполненного Кимбер Стенхоп и Петером Гавелом в Калифорнийском университете, о чем мы упоминали в главе 3. Каждый день испытуемые, разделенные на две группы, пили либо раствор глюкозы, либо раствор фруктозы. Испытуемые, пившие раствор фруктозы, продемонстрировали прибавку в весе, снижение интенсивности метаболизма в состоянии покоя (показателей основного обмена), повышение содержания триглицеридов в крови, развитие инсулинорезистентности, повышение содержания маркеров воспаления и мочевой кислоты в крови и ухудшение функции печени. Напротив, у людей, пивших раствор глюкозы, при сходном увеличении веса отметили значительно меньшие метаболические изменения. Таким образом, это исследование показывает, что есть какая-то разница между глюкозой и фруктозой в их способности индуцировать признаки метаболического синдрома.

Мы тоже провели подобное исследование совместно с врачом Энрике Пересом-Посо; в ходе этого исследования мы в течение двух недель ежедневно давали испытуемым с избыточным весом раствор фруктозы. Напиток, количество которого было эквивалентно 4–5 дозам безалкогольного напитка объемом 600 мл, мы давали им в двух литровых бутылках, из которых испытуемый и пил в течение дня. Понятно, что в этом растворе было больше фруктозы, чем человек обычно потребляет в течение дня (хотя это количество не слишком сильно отличается от того, которое потребляют некоторые подростки и молодые взрослые, каким бы невероятным это ни казалось). Нас, однако, интересовало, разовьются ли за такое короткое время (две недели) метаболические эффекты, на формирование которых обычно уходит месяцы и годы.

Через две недели употребления раствора фруктозы у испытуемых наблюдали значимое повышение артериального давления, повышение содержания жиров в крови и усугубление инсулинорезистентности. Эффекты были настолько сильно выражены, что можно было говорить о развернутой клинической картине метаболического синдрома у 25 % испытуемых, хотя до начала исследования они им не страдали. Наблюдать такие стремительные изменения было тягостно, и я не думаю, что мы с чистой совестью сможем повторить такое исследование в будущем. К счастью, после прекращения приема фруктозы эти показатели исчезли в течение нескольких недель.

В реальной жизни люди не потребляют чистую фруктозу, но пьют ее раствор вместе с глюкозой или сахарозой или в виде сиропов с повышенным содержанием фруктозы. Поэтому было бы интересно посмотреть на результаты исследований, в которых изучали влияние безалкогольных напитков на состояние метаболизма.

Одно из таких исследований было проведено Марией Маэрск и ее коллегами из университетского госпиталя в Орхусе в Дании. Авторы случайным образом разделили своих испытуемых на 4 группы. Представители каждой группы пили по литру в день либо газированные безалкогольные напитки, либо диетические безалкогольные напитки, либо молоко, либо воду в течение шести месяцев. Одновременно испытуемые могли пить другие напитки по своему вкусу в любых количествах: воду, чай, кофе или алкоголь. Через шесть месяцев было проведено всестороннее обследование, включая измерение массы жира в различных органах. Результаты оказались поразительными: у испытуемых группы, получавшей сладкие безалкогольные напитки, отмечали значимое увеличение количества жира в животе, печени, а также повышение концентрации в крови триглицеридов и холестерина. У них также отмечалось повышение артериального давления в сравнении с испытуемыми из групп, получавших молоко и диетические безалкогольные напитки. (Но, как это ни удивительно, не в сравнении с группой, получавшей воду.) Это исследование позволяет предполагать, что добавленные сахара играют роль в возникновении метаболического синдрома у людей.

Другой способ наблюдать метаболическую роль фруктозы – это ограничение ее потребления. Для того чтобы изучить этот вопрос, Роберт Лустиг и Жан-Марк Шварц из Калифорнийского университета в Сан-Франциско провели исследование, в ходе которого уменьшили потребление фруктозы с 28 до 10 %, восполнив калориями из крахмала, чтобы общее суточное их количество осталось неизменным. Через девять дней у подростков наблюдали значимое снижение веса тела, содержания жира в организме, триглицеридов в крови, холестерина ЛПНП (плохого холестерина), а также снижение диастолического артериального давления и ослабление инсулинорезистентности.

Мириам Вос, педиатр из университета Эмори в Атланте, выполнила исследование, в ходе которого мальчики-подростки, страдавшие верифицированным ожирением печени, были случайным образом разделены на две группы; участники одной получали диету с низким содержанием сахаров, а участники второй – обычно питание без ограничений в течение восьми недель. У испытуемых, получавших диету с ограничением сахаров, выявили замечательное улучшение состояния печени.

Сахароза и сиропы с повышенным содержанием фруктозы играют ведущую роль в эпидемии ожирения и ухудшения метаболического здоровья; исследования, посвященные влиянию фруктозы, доказывают, что фруктоза в большей степени, чем глюкоза, является виновником метаболических нарушений. Судебный процесс окончен, вердикт вынесен. Фруктоза виновна (хотя приговоренными оказываемся мы, а не она). Но есть в этом деле и неожиданный поворот, сюрприз, который ждет нас за углом.

Глава 5. Неприятный сюрприз: дело не только во фруктозе

По мере углубления наших исследований я все больше убеждался в том, что потребление фруктозы является главной причиной метаболического синдрома и ожирения и что способом профилактики обоих этих состояний является ограничение потребления фруктозы. Я начал рекомендовать диету с низким содержанием фруктозы друзьям, соседям и пациентам в качестве первого шага в лечении ожирения. Одним из первых, кому я прописал эту диету, был сын моего сотрудника – молодому человеку поставили диагноз «ожирение печени». В течение всего нескольких недель ограничения потребления сладких газированных напитков жир в печени растаял, и она вернулась к своим исходным размерам.

Воодушевившись легким успехом, я убедился в том, что причиной эффективности диеты с низким содержанием углеводов является ограничение потребления фруктозы. Я посчитал, что ограничение пищи, богатой крахмалом, не играет здесь никакой роли (например, рис и картофель), потому что в них очень мало фруктозы, хотя они богаты глюкозой. Мне казалось возможным разработать диету столь же эффективную, как диета с низким содержанием углеводов, но с возможностью потреблять углеводы постольку, поскольку они не содержат фруктозу. В 2008 г. я написал книгу «Сахарная дилемма»; это была первая книга, в которой фруктоза представлена как виновник эпидемии ожирения и в которой я предлагал диету с низким содержанием фруктозы как решение проблемы эпидемии ожирения. Я упивался своим успехом!

Однако, хотя многие пациенты говорили, что моя диета эффективна, были и такие, кому не удалось значимо похудеть на моей диете. Особенно встревожила меня беседа с Джимми Муром, живым творческим человеком, автором подкаста «Проживать жизнь на низкоуглеводной диете» (Livin’ La Vida Low-Carb). Придерживаясь диеты с низким содержанием углеводов, Джимми сумел похудеть на 81 кг. Мне он рассказал, что смог так успешно сбросить вес, только ограничив в рационе все углеводы. Я сильно расстроился, узнав об этом; я, впрочем, и сам заметил, что некоторые виды пищи, например хлеб, тоже способствуют прибавке в весе, хотя содержат мало фруктозы.

Я также знал, что фруктозная теория не может объяснить, как набирают жир некоторые животные – например, кит или верблюд. Ведь эти животные не питаются пищей, богатой фруктозой, такой как фрукты или мед. Мне казалось, что мы пропустили что-то очень важное. Возможно, фруктоза – это лишь часть истории. Или – и это тоже было возможно – я пропустил какой-то иной источник фруктозы.

Скрытый источник фруктозы

Самое главное допущение, из которого мы исходили, заключалось в том, что фруктоза, которая играет важную роль в регуляции состояния здоровья, – это фруктоза, которая поступает в организм извне. Большим открытием для нас стало то, что есть и другой важный источник фруктозы, которая запускает переключение в режим выживания и таким образом вызывает ожирение и метаболический синдром: это фруктоза, вырабатываемая нашим организмом.

Ученые уже давно знают, что организм может продуцировать фруктозу. Есть особый биологический механизм, именуемый полиольным путем, первым этапом которого является превращение глюкозы в вещество, называемое сорбитолом[18]. Потом сорбитол превращается во фруктозу. Но полиольный путь хорошо изучен, и известно, что у большинства людей он практически блокирован, и поэтому производит минимальное количество фруктозы, которым можно пренебречь.

Полиольный путь играет определенную роль во время беременности, а также в почках, где он способствует реабсорбции воды при обезвоживании. Но известно также, что полиольный путь активируется при сахарном диабете, при котором высокое содержание глюкозы в крови запускает продукцию сорбитола, а значит, и фруктозы. Есть некоторые данные о том, что сорбитол, уровень которого в организме повышается при сахарном диабете, вызывает такие осложнения диабета, как катаракта и поражения нервов. Однако в литературе уделяли мало внимания фруктозе, образующейся этим путем.

Все изменилось, когда в 2010 г. в мою лабораторию пришел молекулярный биолог Мигель Ланаспа[19]. Так вышло, что Мигель под руководством своего прежнего наставника изучал полиольный путь. С самого начала мы несколько раз обсуждали, может ли фруктоза, синтезированная в ходе превращения полиолов, играть роль в развитии определенных осложнений сахарного диабета, таких как увеличение веса тела, нарастание инсулинорезистентности, ожирение печени и поражение почек (нефропатия). Это было плодотворное поле исследований.

Однажды я поделился с Мигелем своей озабоченностью тем, что ожирение и метаболический синдром могут развиться и при употреблении в пищу углеводов, не содержащих фруктозу. Мигель предложил очень интересную гипотезу: что, если при употреблении в пищу большого количества глюкозы, она при поступлении в кровь достигает такой концентрации, что имитирует сахарный диабет, а это приводит к активации полиольного пути, в результате чего в большом количестве продуцируется фруктоза? После всасывания глюкоза сначала проходит через печень, где она по большей части подвергается превращениям перед возвращением в общий кровоток. Поэтому, скорее всего, печень, которая первая принимает на себя натиск глюкозы, и является тем местом, где продуцируется большая часть фруктозы. Как мы выяснили до этого, печень является тем органом, где метаболизм фруктозы запускает переключение в режим выживания. Если высокая концентрация глюкозы приводит к продукции достаточного количества фруктозы, то она может запустить переключение в режим выживания и без потребления фруктозы из внешних источников; это объясняло, почему Джимми Муру пришлось ограничить в диете все углеводы для того, чтобы похудеть.

Это была очень интересная гипотеза, но, конечно, ее надо было проверить. Мы решили добавить чистую глюкозу в питьевую воду лабораторных мышей. Это обеспечивало высокую концентрацию глюкозы в кишечнике, поступление большого количества ее в печень и высокую концентрацию продуктов ее обмена в оттекающей от печени крови. Первым делом мы заметили, что животным очень понравилась вода с глюкозой; раствор глюкозы они пили в бо́льших количествах, чем мыши, которым давали пить раствор сахарозы, сиропы с повышенным содержанием фруктозы или раствор чистой фруктозы. Кроме того, подопытные мыши стали потреблять больше корма; у них развивалось ожирение и инсулинорезистентность. Для меня, который до того считал, что фруктоза – это единственный углевод, способный вызвать метаболический синдром, это был удар; я опасался, что впаду в депрессию.

Через несколько месяцев мыши округлились настолько, что стали ходить вперевалку. У них развились инсулинорезистентность и ожирение печени. Момент истины наступил в конце эксперимента, когда в их печени мы обнаружили очень высокое содержание фруктозы, хотя они ее и не потребляли. Мы также обнаружили доказательства того, что у мышей активировался полиольный путь, что подтверждалось высоким содержанием участвующего в его реализации фермента. Мигель был прав!

Для того чтобы понять, как образующаяся фруктоза влияла на развитие ожирения и метаболического синдрома, мы давали глюкозу также мышам, модифицированным генетически так, что они были не способны метаболизировать фруктозу. Эти мыши могли нормально усваивать и перерабатывать глюкозу и пили такое же количество раствора глюкозы, что и обыкновенные мыши. Но здесь все сходство и заканчивалось. В отличие от «нормальных» мышей у этих животных ожирение было незначительным, и у них не развивалось ни ожирение печени, ни инсулинорезистентность.

Мы, кроме того, провели еще одно исследование, на этот раз с использованием генетически модифицированных мышей, не способных синтезировать фруктозу. У этих мышей был удален ген, кодирующий один из ключевых ферментов полиольного пути. Этим мышам тоже нравилась глюкоза, но они оказались защищенными от ожирения и метаболического синдрома.

Ожирение вызывается не только фруктозой, которую мы едим, но и фруктозой, образующейся в организме.

Это был прорыв, который одновременно обрадовал и огорчил нас. Оказалось, что не только фруктоза, которую мы едим, вызывает ожирение; это с успехом может делать и фруктоза, которая синтезируется в организме. Более того, оказалось, что глюкоза, главный углевод нашего питания, может в организме превращаться во фруктозу. Да, наши данные говорили о том, что глюкоза сама по себе может вызвать умеренное ожирение, так как животные с блокированным метаболизмом фруктозы, получавшие глюкозу, тоже набирали жир в сравнении с мышами, которые получали обычную воду. Однако более значительную прибавку в весе и почти всегда инсулинорезистентность и ожирение печени, наблюдаемые на фоне избыточного потребления глюкозы, вызывается фруктозой, синтезируемой в организме.

Углеводы с высоким гликемическим индексом как средство активации переключения в режим выживания

Если глюкоза вызывает ожирение и метаболический синдром за счет превращения во фруктозу, то возникает вопрос: не могут ли и другие углеводы вести себя так же? Однако не следует ожидать, что все углеводы в одинаковой степени обладают способностью превращаться во фруктозу. Поскольку полиольный путь активируется высокой концентрацией глюкозы, запускать этот процесс могут только те углеводы, которые за счет метаболизма расщепляются до глюкозы.

Разницу в способности углеводов повышать уровень содержания глюкозы в крови измеряют с помощью так называемого гликемического индекса. Гликемический индекс определенной пищи является численной величиной, отражающей ее способность повышать концентрацию глюкозы в крови через два часа после приема пищи. Гликемический индекс чистой глюкозы равен 100, а гликемический индекс продуктов, не вызывающих повышения глюкозы в крови, принято считать равным нулю. Продукты, быстро высвобождающие глюкозу после их переваривания – продукты с гликемическим индексом 70 и выше, называются высокогликемической пищей[20]. Самыми известными высокогликемическими продуктами являются хлеб (особенно белый), рис (особенно белый рис), картофель (и обычный, и сладкий), а также каши из злаков, чипсы и крекеры.

Вероятно, вы уже слышали термин «высокогликемическая пища», так как ее связь с ожирением и метаболическим синдромом является общепризнанной уже десятки лет. (Это тот тип углеводов, который в первую очередь ограничивают при назначении низкоуглеводной диеты.) Наши исследования позволяют утверждать, что эти пищевые продукты могут вызывать ожирение за счет стимуляции продукции фруктозы. Однако такой взгляд отличается от мнения, выраженного в литературе. Большинство специалистов считают, что еда с высоким гликемическим индексом вызывает ожирение за счет стимуляции секреции инсулина, который, в свою очередь, стимулирует поглощение глюкозы различными тканями. Этот избыток глюкозы идет на синтез АТФ (то есть превращается в энергию) или запасается в виде гликогена или жира, что со временем и приводит к ожирению. Действительно, у многих страдающих ожирением людей обнаруживают в крови повышенную концентрацию инсулина.

Инсулиновая гипотеза была предложена как объяснение причины того, что сладкие безалкогольные напитки вызывают ожирение и метаболический синдром. Безалкогольные напитки обладают высоким гликемическим индексом, потому что содержат сахарозу или повышенные количества фруктозы, но и там и там, содержится вдобавок к фруктозе и значительное количество глюкозы. Само по себе потребление фруктозы не приводит к повышению уровня глюкозы крови, потому что фруктоза обладает низким гликемическим индексом (19), и к тому же фруктоза прямо не вызывает усиления секреции инсулина; это означает, что быстрое повышение концентрации глюкозы и инсулина после употребления сладких напитков является следствием высокого содержания в них глюкозы, а не фруктозы. Поэтому, согласно классической инсулиновой гипотезе, именно глюкоза, содержащаяся в напитках, ведет к ожирению.

Мы с Мигелем поняли, что можем провести эксперимент, который позволил бы выявить, что является виновником ожирения – глюкоза или фруктоза. Мы добавили сироп с повышенным содержанием фруктозы в рацион нормальных мышей и мышей, не способных метаболизировать фруктозу. (Так как мыши, не способные метаболизировать фруктозу, не любят сироп с повышенным содержанием фруктозы в отличие от нормальных мышей, нам пришлось давать им воду более насыщенную фруктозой, чтобы обеспечить эквивалентное потребление.) Как и ожидалось, у нормальных мышей, употреблявших сладкий напиток, развились ожирение и все симптомы метаболического синдрома. Напротив, мыши, не способные метаболизировать фруктозу, умеренно набирали вес и оставались здоровыми. В частности, у них не развивались инсулинорезистентность или ожирение печени, несмотря на такое же избыточное потребление напитка с фруктозой.

Таким образом, причина того, что сладкие безалкогольные напитки вызывают ожирение, заключается во фруктозе – вероятно, вследствие потребления содержащейся в воде фруктозы и образования фруктозы из глюкозы. Несмотря на то что фруктоза сама по себе не стимулирует секрецию инсулина, она по ходу своего метаболизма активирует переключение в режим выживания, что и приводит к развитию инсулинорезистентности. Это же, в свою очередь, приводит к хроническому повышению концентрации глюкозы и инсулина в крови. Таким образом, наблюдение было тем же: потребление напитка с высоким гликемическим индексом приводит к повышению концентрации глюкозы и инсулина и к ожирению, а высокогликемические углеводы (например, глюкоза) играют решающую роль в развитии метаболического синдрома. Однако эти заболевания возникают не от прямой стимуляции секреции инсулина глюкозой, но вследствие того, что часть глюкозы превращается во фруктозу. Причиной метаболического синдрома является фруктоза.

Причиной того, что углеводы вызывают ожирение и метаболический синдром, в первую очередь является их способность стимулировать продукцию фруктозы.

Почему толстеют от хлеба? Виной всему зарождение цивилизации

Помните теорию экономного гена Джима Нила и как две мутации, происшедшие в нашем далеком прошлом помогли нам выжить при недостатке еды, но стали причиной высокого риска ожирения в человеческой популяции? Возможно, есть еще и третий «экономный ген», играющий роль в возникновении эпидемии ожирения.

Первые земледельческие сообщества возникли на берегах Черного моря и на Ближнем Востоке приблизительно 10 000–12 000 лет назад. Археологические данные свидетельствуют о том, что первым окультуренным растением стал инжир (один из самых богатых пищевых источников фруктозы); вскоре после этого были окультурены ячмень и пшеница. Употребление в пищу этих злаков было затруднено тем, что содержащийся в них крахмал переваривается с большим трудом. В те времена организмы людей продуцировали очень мало амилазы[21], основного фермента, под действием которого крахмал расщепляется до глюкозы; амилаза содержалась исключительно в слюне. Однако приблизительно в это же время произошла мутация, которая привела к тому, что люди стали продуцировать вдвое, втрое и даже больше амилазы, и это позволило переваривать крахмал намного легче и быстрее. Это также привело к тому, что во рту стало образовываться больше глюкозы, а она порождала ощущение сладости и делала крахмал более привлекательным и вкусным.

Сегодня большая часть населения земледельческих обществ (около 70 %) обладают более высокой концентрацией амилазы в слюне благодаря той давней мутации в сравнении с меньшинством охотников-собирателей (около 30 %). Теоретически можно предположить, что для людей с более высокой концентрацией амилазы характерен более высокий риск развития ожирения вследствие более полного усвоения высокогликемических углеводов, но пока это не доказано, и требуются дальнейшие исследования.

Выработка фруктозы как стратегия выживания

Открытие того факта, что наш организм может вырабатывать фруктозу и ее количества достаточно, чтобы вызвать ожирение, стало для нас откровением. Этой возможности никто и никогда прежде не учитывал. Мы с Мигелем сразу же решили выяснить, как включается полиольный путь. В самом деле, нам пришло в голову, что и другие виды пищи могут в организме превращаться во фруктозу. Мы поняли, что и мы, и другие ученые, изучавшие сахар, видели только половину уравнения: сколько фруктозы мы потребляем. Вероятно, не менее важно было понять суть факторов, заставляющих организм синтезировать фруктозу.

Хотя самым известным путем активации полиольного пути является повышение концентрации глюкозы в крови при декомпенсированном сахарном диабете, другие заболевания, как было показано, тоже могут стимулировать продукцию фруктозы. Меня поразило то, что это были все случаи, когда активация переключения в режим выживания является полезной.

Например, полиольный путь активируется при обезвоживании, то есть когда животное не получает достаточного количества воды. Это имеет смысл, потому что накопление жира, индуцированное фруктозой, приводит к выделению метаболической воды. Также этот путь активируется, когда снижается артериальное давление, что приводит к уменьшению кровотока в органах и тканях (то есть органы и ткани перестают получать достаточное количество питательных веществ). Синтез фруктозы помогает нам задерживать соль, что приводит к повышению артериального давления и улучшает кровообращение. Полиольный путь активируется при таких заболеваниях, как инфаркт миокарда, когда страдает кровоснабжение сердечной мышцы, а также при уменьшении концентрации кислорода в окружающем воздухе. Продукция фруктозы в таких ситуациях может оказаться благотворной, так как подавляет работу наших зависящих от кислорода энергетических станций, уменьшая, таким образом, потребность в кислороде. Наша группа также обнаружила, что полиольный путь дополнительно активируется самой фруктозой – или, точнее, мочевой кислотой, образующейся в ходе метаболизма фруктозы, – что может стимулировать усиление способности к выживанию.

Фруктоза синтезируется в периоды стресса

Организм вырабатывает фруктозу за счет полиольного пути, когда:

– уровень глюкозы в крови высок (например, при декомпенсированном сахарном диабете);

– организм обезвожен;

– снижено артериальное давление;

– снижается кровоснабжение органа или ткани (например, при инфаркте миокарда);

– уменьшается содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (например, в условиях высокогорья);

– повышен уровень мочевой кислоты в крови;

– при употреблении фруктозы в пищу.

Другими словами, состояния, при которых наш организм продуцирует фруктозу, – это те состояния, когда целесообразной является активация переключения в режим выживания. Это позволяет предполагать, что полиольный путь – благодаря своей уникальной способности продуцировать фруктозу – вероятно, использовался как запасной план выживания, когда богатая фруктозой пища была недоступна.

Таким образом, повышение продукции фруктозы является ответом на стресс, и этот ответ способствует выживанию. Но давайте подумаем за природу. Для природы наилучший выбор не тот, когда катастрофа застает организм неподготовленным; природа стремится заранее подготовить организм к тому моменту, когда катастрофа произойдет. Вот почему животные активируют переключение в режим выживания задолго до погружения в спячку или до дальнего перелета. И если животные могут делать это за счет поедания фруктов и меда, богатых фруктозой, то могут ли они делать это за счет запуска синтеза фруктозы? Существуют ли такие виды пищи, имитирующие кризис, который, в свою очередь, активирует полиольный путь, чтобы защитить нас от холода наступающей зимы?

Способность продуцировать фруктозу является выражением запасного плана выживания на тот случай, когда богатые фруктозой продукты недоступны.

Соль: некалорийное вещество, которое может заставить нас растолстеть

Есть интересное природное наблюдение: многие животные, в особенности копытные млекопитающие, любят лизать соль. В дикой природе есть места, где почва богата минералами и солями, и эти доступные для лизания места особенно привлекательны для оленей, готовых преодолевать огромные расстояния в их поисках. Некоторые исследования показывают, что, хотя в объектах облизывания содержатся многие минералы, животные ищут и лижут их из-за содержания в них поваренной соли, хлорида натрия.

Причина, по которой олени и другие животные любят лизать соль, пока не выяснена, потому что, хотя соль может казаться им вкусной, она также может вызвать жажду, а это не слишком приятное ощущение. Однако в нескольких исследованиях было показано, что посещение мест соленых объектов ассоциируется с набором веса. Например, в одном исследовании, проведенном в Новой Зеландии в 1970-х гг., ученые выяснили, что добавление соли в рацион приводит к увеличению веса животных, которые до этого питались одной люцерной на пастбищах. Это породило интересное возможное объяснение: не может ли соль активировать переключение в режим выживания?

Как мы знаем, обезвоживание стимулирует продукцию фруктозы в организме, активируя полиольный путь. Как правило, обезвоживание связано с питьем недостаточного количества воды или с избыточной ее потерей, например, при обильном потении или поносе. Содержание воды в крови уменьшается, концентрация соли в ней растет, а это повышение концентрации соли вызывает жажду и стимулирует поиск воды. Но мы можем искусственно вызвать «обезвоживание», если будем есть соленую пищу, так как она повышает концентрацию соли в крови и вызывает жажду.

Не научились ли животные лизать соль, потому что она искусственно воспроизводит состояние обезвоживания и стимулирует синтез фруктозы? Учитывая относительно низкое содержание углеводов в траве, которую едят олени и другие копытные животные, можно считать, что активация переключения может сыграть ценную роль в продукции накоплении жира. Более того, обезвоживание может служить важным стимулом к накоплению жира и у других животных, например, у верблюда и кита, у которых в средах обитания может практически отсутствовать вода (кит окружен средой, в которой отсутствует пресная вода).

Мы с Мигелем поняли, что можем проверить эту гипотезу, давая соленый корм лабораторным мышам, чтобы посмотреть, не вызовет ли умеренное обезвоживание ожирение. Для того, чтобы это сделать, мы стали давать мышам избыточно соленую пищу и сравнили их состояние с состоянием мышей, получавших обычный рацион. В течение нескольких первых месяцев мы не видели никакой разницы, несмотря на то что мыши, получавшие соленый рацион, ели больше. Однако через пять-шесть месяцев мыши, находившиеся на соленой диете, стали невероятно жирными в сравнении с контрольными мышами. Кроме того, у первых развилось большинство признаков метаболического синдрома, включая ожирение печени и предиабет. Как и ожидалось, длительное пребывание на соленой диете привело к развитию артериальной гипертонии и гипертрофии (утолщению) сердечной мышцы. Однако самым интересным оказалось то, что в печени и головном мозге этих мышей мы обнаружили высокое содержание фруктозы, несмотря на то что в рационе содержалось очень небольшое ее количество.

Параллельно мы проводили другой эксперимент, в ходе которого давали соленый корм третьей группе мышей, генетически модифицированных так, что они были лишены способности метаболизировать фруктозу. Несмотря на то что и эти мыши потребляли ровно столько же соли, что и нормальные мыши на соленой диете, они остались худыми; у них также не развились ожирение печени, инсулинорезистентность и другие признаки метаболического синдрома. У них не повысилось артериальное давление и гипертрофия сердца была выражена минимально.

Другими словами, все негативные последствия избыточного потребления соли были обусловлены стимуляцией продукции фруктозы. Похоже, что и хорошо известное влияние соли на артериальное давление также опосредуется фруктозой. Очевидно, что отношения между солью и сахаром являются более тесными, чем мы все предполагали.

С точки зрения питания это наблюдение, согласно которому диета с высоким содержанием соли может привести к ожирению, вызывает удивление. В соли нет калорий. Однако проведенное нами исследование показало, что причина, по которой соленая диета вызывает ожирение, заключается не в самой соли, а в том, что высокая концентрация соли в крови может активировать полиольную систему. Эта система превращала большую часть глюкозы, потребляемой мышами, во фруктозу, которая, в свою очередь, в ходе своего метаболизма активирует переключение в режим выживания.

Диета с высоким содержанием соли вызывает ожирение и метаболический синдром, стимулируя продукцию фруктозы в организме.

Но не является ли важным и то, что соленая еда может вызвать ожирение у лабораторных животных? В большинстве научных работ исследовали влияние потребления соли на артериальное давление и на кардиологическую заболеваемость, но оказалось, повышенное потребление соли может также ассоциироваться с ожирением и сахарным диабетом. В самом начале 1990-х гг. было проведено одно исследование, по ходу которого одну группу здоровых людей посадили на диету с очень низким (0,5 г в сутки), а вторую – на диету с очень высоким содержанием соли (12 г в сутки) сроком всего на пять дней. В конце этого короткого срока у лиц, получавших диету с высоким содержанием соли, наметились первые признаки инсулинорезистентности. Небольшие по охвату эпидемиологические исследования показали, что лица с ожирением или метаболическим синдромом склонны придерживаться пищевого рациона с высоким содержанием соли. Исследования, проведенные в Германии, Финляндии и Дании, показали, что и дети, и взрослые, получающие диету с высоким содержанием соли, имеют повышенный риск развития в будущем ожирения и метаболического синдрома.

В 2018 г. Масанари Кувабара, японский кардиолог, провел исследование совместно с нашей командой, чтобы посмотреть на связь потребления соли и ожирения с метаболическим синдромом в группе взрослых людей, проходивших лечение согласно японским лечебным стандартам. Япония – это страна, где люди потребляют много соли и мало сахара в сравнении с такими западными странами, как США, и в популяции пациентов, представленных Кувабарой, среднее потребление соли составляло 11 г в сутки и больше. Кувабара разделил пациентов на две группы, на тех, кто ел меньше 11 г соли в сутки, и на тех, кто ел больше. Через пять лет наблюдения выяснилось, что те, кто потреблял больше соли, имели более высокий риск заболевания сахарным диабетом и ожирением печени. Риск ожирения не отличался в обеих группах, но, вероятно, это связано с тем, что период наблюдения был недостаточно долгим для появления статистически значимой разницы. В то время как высокое потребление соли положительно коррелировало с потреблением большего количества калорий, даже те, кто потреблял мало калорий на фоне высокой суточной дозы соли, все же имели повышенный риск развития ожирения печени, а также проявляли большую склонность к заболеванию сахарным диабетом. В этом исследовании было получено дальнейшее подтверждение того, что избыточное потребление поваренной соли может обусловить в дальнейшем заболевание метаболическим синдромом и сахарным диабетом.

В согласии с этим наблюдением находятся данные о том, что ожирение ассоциируется с избыточным потреблением соли; есть также убедительные данные о том, что лица, страдающие ожирением, одновременно страдают хроническим обезвоживанием. Часто они пьют мало воды, концентрация соли в крови у них повышена, и они часто испытывают жажду. В одном исследовании, проведенном нутрициологом Джоди Стуки, было обнаружено, что люди с избыточным весом в 30 % случаев страдают обезвоживанием (подтвержденным повышенной концентрацией соли в крови) в сравнении с худыми ровесниками, в то время как больные с ожирением страдают обезвоживанием еще в два раза чаще.

Одним из способов оценки обезвоживания является определение содержания в крови вазопрессина. Главная задача вазопрессина – это защита от обезвоживания за счет удержания в организме воды. Механизм действия вазопрессина: он помогает почкам всасывать воду из мочи обратно в кровь. Некоторые исследования показывают, что вазопрессин также уменьшает потерю воды через легкие[22]. Неудивительно поэтому, что у обитающих в пустынях животных – для которых очень важно сохранять воду – очень высоко содержание вазопрессина в крови.

Люди с ожирением страдают обезвоживанием в 10 раз чаще, чем их более худые ровесники.

Содержание вазопрессина также повышено в крови людей с избыточным весом или ожирением. Исследования, проведенные шведскими нутрициологами Софией Энхёрнинг и Оле Меландером, которые измеряли содержание в крови предшественника вазопрессина копептина, не только показали повышение уровня вазопрессина при ожирении и метаболическом синдроме, но и позволили выявить тот факт, что если у худощавого человека в крови повышена концентрация копептина, то у этого человека повышен риск развития ожирения и сахарного диабета в будущем.

Наша детективная работа продолжает окупаться. Соль и ее специфическая способность создавать состояние умеренного обезвоживания представляются еще одним способом запуска переключения в режим выживания. Поедание фруктов и меда, богатых фруктозой, порождает ложное чувство голодания, которое стимулирует отложение жира, что позволяет животному подготовиться к спячке за счет увеличения запасов жира и воды. Подобным же образом потребление соли создает состояние обезвоживания, которое позволяет животному косвенно задерживать в организме дополнительное количество воды, опять-таки, за счет отложения и запасания жира. Животное может использовать оба эти пути как важнейший ресурс, позволяющий защититься перед тем, как возникнет критическая ситуация.

Природа гениальна. Если бы только великое изобретение, важное в дикой природе, не было так вредоносно в человеческом обществе, где соль и сахар доступны каждый день в большом избытке.

Вазопрессин: жировой гормон

Умеренное обезвоживание стимулирует развитие ожирения, и больные ожирением часто демонстрируют признаки обезвоживания. Один из способов спровоцировать обезвоживание – это потребление соленой пищи, и наши исследования показали, что это, в свою очередь, стимулирует продукцию фруктозы и образование жира. Это позволяет предположить, что синтез фруктозы является таким же ответом на обезвоживание, как и секреция вазопрессина. Действительно, представляется, что обе функции защищают нас, причем вазопрессин предупреждает потерю воды через почки, а фруктоза стимулирует накопление жира как способ запасания воды. По этой логике вазопрессин и фруктоза параллельно защищают организм от обезвоживания. Однако эти два защитных механизма связаны между собой теснее, чем мы себе представляли.

Фруктоза, как оказалось, прямо стимулирует секрецию вазопрессина. Эти два биологических ответа, синтез фруктозы и секреция вазопрессина, не являются независимыми друг от друга; наоборот, секреция вазопрессина в ответ на обезвоживание отчасти зависит от продукции фруктозы. В исследованиях, выполненных в нашей лаборатории, физиологами Карлосом Ронкалем и Чжилинь Соном было обнаружено, что обезвоживание активирует полиольный путь в головном мозге, в результате чего там образуется фруктоза, которая стимулирует секрецию вазопрессина. В самом деле, мыши, лишенные способности метаболизировать фруктозу, секретируют меньше вазопрессина в ответ на обезвоживание. Другими словами, когда у нас развивается обезвоживание, фруктоза, которую синтезирует наш организм, не только помогает нам сохранять воду за счет накопления жира, но и помогает не терять воду с мочой за счет усиления секреции вазопрессина.

Фруктоза, которую мы потребляем, также стимулирует секрецию вазопрессина. Наша группа обнаружила, что у мышей, получающих фруктозу, повышается уровень вазопрессина даже до того, как у них развивается ожирение, причем такого увеличения синтеза и секреции вазопрессина не наблюдали у мышей, генетически лишенных способности метаболизировать фруктозу.

Также физиолог Захария Шладер и его коллеги показали, что сладкие безалкогольные напитки повышают концентрацию вазопрессина в крови. В клинических исследованиях, проведенных нашим сотрудником Мехметом Канбаем из Университета Кодж в Стамбуле, мы установили, что яблочный сок, богатый фруктозой, может значительно усиливать секрецию вазопрессина.

Это заставило нас заинтересоваться вопросом, не может ли вазопрессин сам по себе играть самостоятельную роль в переключении в режим выживания. В конце концов, функция вазопрессина заключается в сохранении в организме воды, а стимуляция накопления жира – неплохой способ этого добиться. Это позволило бы объяснить, почему животные – обитатели пустынь имеют повышенный уровень вазопрессина в крови и избыток запасенного жира и почему у людей, страдающих избыточным весом, повышен уровень вазопрессина. Многие данные свидетельствуют о том, что вазопрессин способен повышать концентрацию глюкозы в крови и влиять на продукцию жира; в частности, исследования, проведенные на ожиревших крысах французскими физиологами Лиз Банкир и Надин Буби, позволяют предполагать, что вазопрессин может играть роль в развитии инсулинорезистентности и ожирения печени.

Для того чтобы лучше понять участие вазопрессина, мы с Мигелем запланировали эксперимент над мышами, генетически лишенными вазопрессиновых рецепторов. Гормоны оказывают свое действие, связываясь со своими специфическими клеточными рецепторами. Если вазопрессин играет определенную роль в том, как фруктоза вызывает ожирение и если мы сможем заблокировать связывание вазопрессина с его рецепторами, то у крыс не разовьется ожирение и метаболический синдром. Вазопрессин является весьма сложным гормоном, так как может связываться с рецепторами трех различных типов, а функция одного из этих рецепторов, V1b, выяснена не до конца. В исследованиях, проведенных в нашей лаборатории эндокринологом Томасом Йенсеном и физиологом Аной Андрес-Эрнандо, мы обнаружили, что отсутствие рецепторов V1b (при сохранении рецепторов двух других типов) полностью защищает животных от развития ожирения и метаболического синдрома. Хотя мы до сих пор не вполне понимаем механизм, с помощью которого вазопрессин вызывает ожирение, связываясь с рецепторами V1b, можно предположить, что это происходит за счет стимуляции секреции других гормонов и влияния на метаболизм фруктозы в печени. По существу, вазопрессин, как представляется, усиливает переключение.

Наше открытие, коротко говоря, заключалось в том, что вазопрессин является жировым гормоном. Он отвечает за индукцию ожирения фруктозой. Определение уровня вазопрессина в крови является одним из способов оценки риска развития в будущем ожирения.

Еще более интересным наблюдением, которое возникло по ходу наших изысканий и о котором я расскажу, прежде чем продолжить, стало следующее: питье напитков, содержащих фруктозу, не помогает при обезвоживании, несмотря даже на то что фруктоза стимулирует поглощение воды и образование жира, который является дополнительным источником воды. Так происходит, потому что фруктоза переносит воду из крови в клетки (увеличивая, возможно, запасы гликогена, так как гликоген при своем образовании присоединяет воду), а в крови остается повышенной концентрация соли, что еще больше усиливает жажду. Таким образом, сладкие безалкогольные напитки не утоляют жажду, но, скорее, усиливают ее.

Может ли питье воды предотвратить переключение в режим выживания?

Если ожирение является биологическим ответом на обезвоживание и запускается вазопрессином, то нельзя ли за счет простого восполнения жидкости (гидратации) предотвратить его развитие?

Говорят, что для того, чтобы сохранить здоровье, надо выпивать в день восемь стаканов воды, и некоторые люди весь день носят с собой бутылку воды, чтобы избежать обезвоживания. Когда я был студентом, я считал такую практику излишней. Задача почек – защищать нас от обезвоживания, полагал я, и пока мы получаем минимально необходимое количество воды (например, несколько чашек в день), то, когда мы начинаем испытывать жажду, наш гипофиз высвобождает вазопрессин, чтобы задержать воду. Но так было до тех пор, пока я не узнал, что вазопрессин не только уменьшает потери воды с мочой, но и способствует накоплению жира как источника метаболической воды.

Для того чтобы изучить вопрос о том, возможно ли с помощью гидратации лечить ожирение, Масанари Кувабара и Ана Андрес-Эрнандо, которые участвовали в нашем исследовании вазопрессина, давали избыток воды лабораторным мышам, которые находились на диете, богатой сахаром и жиром. (Гидратацию осуществляли за счет добавления воды к пище, которая была больше похожа на желе, нежели на твердые пастилки.) Эффект получился потрясающий. Удвоив потребление мышами воды, мы смогли заблокировать развитие ожирения и инсулинорезистентности. И даже в случаях, когда мы ждали развития ожирения и только после этого увеличивали количество воды в рационе, мы могли предотвратить дальнейшее увеличение веса даже тогда, когда животные продолжали получать рацион, богатый сахаром и жиром.

Было проведено несколько исследований с участием людей с целью выяснить, можно ли с помощью увеличения потребления воды предупредить развитие ожирения. Лучшие исследования были проведены в начальных и средних школах, где детей побуждали чаще пить воду, для чего в школах установили фонтанчики с водой. Были проведены презентации, на которых детей убеждали в важности гидратации. Три исследования (в США, Германии и Англии) показали, что побуждение детей к питью воды привело к увеличению ее потребления всего на 1 стакан в день, что тем не менее снизило риск заболевания избыточным весом на 30 % в сравнении со школами, где питьевые фонтанчики установлены не были. Сейчас в Швеции проводят крупное исследование с целью определить, влияет ли увеличение потребления воды на риск ожирения у взрослых.

Сохранение достаточной гидратации всегда считалось важным, но только теперь на первый план выходит важность питья воды для профилактики и лечения ожирения[23].

Умаа́ми: вкус, который все считали безвредным

Открытие того, что сахар и соль активируют переключение в режим выживания, ретроспективно, не кажется удивительным по той простой причине, что мы обладаем природной тягой к сладкому и соленому вкусу. Представляется, что имеет смысл тот факт, что природа заставляет нас стремиться к продуктам, имеющим сладкий или соленый вкус, учитывая, что они либо обеспечивают нас фруктозой прямо, либо стимулируют ее продукцию в организме (что делают как соль, так и пищевая фруктоза), что обеспечивает нас жиром на случай того ненастного дня, когда пища станет недоступной. Точно так же вкусовые сосочки, чувствительные к горькому и кислому вкусу, развились для того, чтобы мы избегали употребления в пищу веществ, которые потенциально могут оказаться ядовитыми.

В дополнение к вкусовым сосочкам, распознающим соленое, сладкое, кислое и горькое, у нас есть и пятый тип сосочков, распознающих вкус умами; эти сосочки реагируют на еду с изысканным вкусом. Рецепторы умами были открыты в 1907 г. японским химиком Кикунаэ Икэда; этот вкус характерен для морских бурых водорослей и определяется солью глутаминовой кислоты – глутаматом. Сосочки, реагирующие на вкус умами, распознают глутамат в пище и сигнализируют о нем мозгу, где в ответ выделяется дофамин (который также выделяется в ответ на сладкое), порождая ощущение удовольствия.

Аминокислоты являются строительными блоками белков, и глутамат может выделяться при созревании, разрушении, высушивании, мариновании или варке продуктов, содержащих белки. Особенно много глутамата в экстрактах из сои, рыбы или в дрожжах, а также в помидорах, особенно высушенных (именно поэтому мы любим томатный соус к спагетти и «кровавую Мэри»). Пищевая промышленность извлекает выгоду из нашей любви к умами, добавляя к пище мононатриевую соль глутаминовой кислоты, особенно к готовым мясным блюдам и перекусам, например к чипсам. Глутамат считается безвредной добавкой, но употребление его в большом количестве может вызвать головную боль.

Обсуждение умами будет неполным, если не упомянуть, что восприятие умами может многократно усилиться целым рядом веществ, которые были идентифицированы другим японским ученым, который задался вопросом, почему сушеная рыба бонито[24] усиливает вкус супов и других блюд. Эти вещества – АМФ (аденозинмонофосфат) и ИМФ (инозитолмонофосфат) в больших количествах содержатся в таких продуктах, как лобстеры и другие ракообразные, темная рыба (скумбрия, анчоус и тунец), в мясных субпродуктах (например, в печени), а также в продуктах, имеющих в своем составе плесень (например, в сырах). Особенно богато умами пиво, но не благодаря присутствию алкоголя, а потому что пивные дрожжи богаты глутаматом, а также АМФ и ИМФ.

Большинство работ посвящено продуктам со вкусом умами – продуктам, богатым любым из этих трех веществ (глутамат, АМФ или ИМФ)[25] – с целью усилить их вкус без добавления сахара и соли. В целом считается, что эти продукты не вызывают ожирения. Однако некоторые лабораторные исследования показали, что глутамат может стать причиной ожирения у мышей и кошек. Еще более настораживающими стали результаты китайского исследования с участием более 10 тысяч человек, показавшие, что риск ожирения возрастает у лиц, потребляющих много глутамата.

Нам с Мигелем стало интересно, не участвуют ли продукты со вкусом умами в переключении в режим выживания, являясь альтернативным путем увеличения запасов жира и формирования метаболического синдрома. Мы подумали, что, поскольку глутамат выполняет в организме множество функций, включая построение и репарацию белков, он может использоваться и для синтеза мочевой кислоты. Кроме того, уровень содержания глутамата в крови повышен у людей, страдающих подагрой. Мы уже рассмотрели АМФ в начале книги: АМФ является ключевым веществом, которое образуется при расщеплении нашего доброго друга АТФ и играет важную роль в том, как фруктоза управляет развитием ожирения и метаболического синдрома. Более того, в переключении в режим выживания участвует также ИМФ, так как в ходе превращения в мочевую кислоту АМФ расщепляется до ИМФ.

Это наблюдение натолкнуло нас на интригующую мысль о том, что причина нашей любви к вкусу глутамата обусловлена тем, что эти вещества участвуют в переключении в режим выживания! Это привело нас к размышлениям о том, что пища, содержащая глутамат, АМФ и ИМФ, может заменить фруктозу и непосредственно участвовать в тех же химических реакциях, которыми пользуется фруктоза для активации переключения в режим выживания. Это означает, что эти вещества могут вызывать ожирение и метаболический синдром напрямую – им не нужна для этого фруктоза. Кроме того, мы знаем, что мочевая кислота сама по себе может стимулировать продукцию фруктозы за счет активации полиольного пути, а так как мочевая кислота может образовываться из всех трех этих веществ, то пища, содержащая умами, может также стимулировать и синтез фруктозы.

Мы с Мигелем проверили эту гипотезу в эксперименте, в ходе которого лабораторные мыши получали раствор мононатриевой соли глутаминовой кислоты с добавлением АМФ или ИМ, или без добавления. Результаты оказались очень интересными. У мышей, получавших глутамат, развивался зверский аппетит, и они очень быстро набирали вес. У них увеличился слой жира на животе и развилась инсулинорезистентность. Такие же результаты были получены, когда мышам давали вместо глутамата либо только АМФ, либо только ИМФ. Но наилучшим способом максимально быстро добиться развития ожирения было давать мышам все три вещества: глутамат, АМФ и ИМФ.

В то время как сахар и сиропы, содержащие повышенное количество фруктозы, являются основными видами пищи, которые активируют переключение в режим выживания, оно может активироваться также углеводами с высоким гликемическим индексом, соленой пищей и пищей с умами. Все эти пищевые продукты участвуют в пути, истощающем энергию, запуская переключение в режим выживания, который, в свою очередь, приводит к ожирению и метаболическому синдрому

Конечно, при этом возник вопрос о том, действительно ли увеличение объема потребляемой пищи и развитие ожирения являются результатом активации переключения в режим выживания. Дальнейшие исследования позволили предположить, что так оно и есть; мы обнаружили, что если блокировать превращение глутамата в мочевую кислоту, то одновременно прекращается и прибавка в весе. То же самое происходило, когда мы блокировали превращение АМФ и ИМФ в мочевую кислоту. Умами вызывает ожирение за счет активации переключения в режим выживания – а именно непосредственно используя путь истощения энергии.

Глутамат не просто вызывает ожирение, но он оказался в этом отношении более мощным фактором, чем даже сахар или соль – грамм на грамм, как показали наши исследования с мышами. Однако при этом глутамата мы едим намного меньше, чем сахара. Средний американец в течение дня потребляет около 75 г содержащих фруктозу сахаров, но только полграмма глутамата. Тем не менее есть люди, особенно в Китае, которые съедают в день больше 10 г глутамата с соей и другими продуктами, и у этих людей глутамат вносит большой вклад в развитие ожирения.

В пересчете грамм на грамм глутамат является более мощным фактором развития ожирения, чем сахар или соль.

Вся привлекательная пища вредна для нас: что теперь?

Теперь мы знаем, что все виды пищи, обладающие тремя вкусами, которые мы любим больше всего – сладостью, соленостью и умами, – активируют переключение в режим выживания. Наши предпочтения этих вкусов, вероятно, сформировались для того, чтобы побудить нас к поиску, обнаружению и поеданию соответствующей пищи; природа хочет, чтобы мы ели пищу, которая поможет нам запасти жир. Можно сказать, что такое положение есть следствие природного инстинкта.

Джек ЛаЛанн[26], бывший гуру фитнеса, произнес однажды знаменитую фразу: «Если еда вкусна, выплюните ее». Не знаю, что думаете вы по этому поводу, но лично я нахожу обескураживающими доказательства того, что всякая пища, которую мы любим, делает нас толстыми.

Но есть и хорошая новость. У нас есть выбор; используя науку, мы научились разрабатывать эффективные методы предупреждения и лечения ожирения. Прежде чем мы нырнем в обсуждение этих методов, нам стоит внимательнее присмотреться к тому, как переключение в режим выживания влияет на другие заболевания, помимо ожирения и сахарного диабета – включая и болезни достаточно необычные.

Часть II

Переключение в режим накопления жира и болезни

Глава 6. Бутербродная болезнь человечества

В течение последних ста лет или около того – во всяком случае, с проведения Всемирной выставки в 1893 г. – потребление сахара, которое и до этого было высоким, продолжало расти по всему миру. Неудивительно, что за этим следовал рост заболеваемости ожирением и метаболическим синдромом, а также сахарным диабетом, гипертонией, инсультами и инфарктами. Помимо этого, выросла заболеваемость злокачественными опухолями, сочетающимися с ожирением, включая рак молочной железы, толстого кишечника и поджелудочной железы.

Параллельный рост заболеваемости всеми этими недугами хорошо освещен в популярной и медицинской литературе, и, действительно, все эти болезни тесно переплетаются друг с другом. Определенно, у них общие факторы риска; многие заболевания связаны с западной культурой и западной диетой. Но эти взаимодействия сложны, и очень трудно вычленить из множества причин те, которые ответственны в первую очередь. Являются ли эти факторы простыми – как, например, отсутствие физических нагрузок, переедание или склонность к определенным видам пищи? Насколько важны социально-экономический статус, или генетическая предрасположенность, или воздействие токсинов, или нарушения, которыми страдали наши матери, когда мы находились в их чреве? Вероятно, если мы сможем все взвесить, то сможем составить уравнение, в котором будут учтены все составляющие, и это позволит подвести точный итог и оценить риск развития того или иного заболевания. Или на самом деле все гораздо проще? Не лежит ли в основе всех этих болезней один главный механизм, управляющий всем этим делом?

В четырнадцатом веке францисканский монах и богослов Уильям Оккам предположил, что при решении проблем верным часто оказывается самое простое объяснение. Этот постулат известен под названием бритвы Оккама и стал философским догматом, часто используемым в медицине. Можно ли применить бритву Оккама к нахождению основополагающей причины не только ожирения, метаболического синдрома, но и гипертонии, инсульта, сердечных болезней, печеночных и почечных заболеваний и прочих недугов? Конкретно, может ли упорная активация недавно открытого переключения в режим выживания быть коренной причиной не только ожирения и сахарного диабета, но и других, связанных с ними неинфекционных болезней? Есть ли доказательства в пользу этой гипотезы, и если оно будет найдено, то изменит ли это наш взгляд на эти заболевания и повлияет ли на то, как мы будем предупреждать и лечить их?

Конечно, существует опасность чрезмерного упрощения проблемы. Утверждение, что переключение может быть причиной многих наиболее важных современных болезней, может звучать самонадеянно и даже фанатично. Тем не менее простота привлекательна в биологии, как и в других областях, и поэтому было бы вполне разумно исследовать эту идею более подробно. Возможно, важнее не определить, является ли переключение первичной причиной, но, скорее, не является ли оно вспомогательной причиной. Эту вторую идею легче принять, но от этого она не становится менее важной, ибо если переключение играет в этом какую-то роль, то разработка стратегий его блокирования может дать нам новое знание о профилактике болезней, их лечении и, возможно, предупреждении.

Подагра: визитная карточка активации переключения в режим выживания

Вероятно, нет другой болезни, которая лучше воплощала бы упорность активации переключения в режим выживания, нежели подагра. Как вы помните из главы 3, подагра – это разновидность артрита[27], проявляющегося сильной болью в большом пальце ноги, голеностопном суставе или колене. Кожа в области сустава краснеет и становится горячей на ощупь; боль может быть настолько сильной, что больной может не выносить даже тяжести простыни на пораженном суставе. Подагра – это самый распространенный тип артрита в мире; в одних только США ею страдают 9 млн. человек.

Причина подагры заключается в повышении концентрации мочевой кислоты в крови, обычно выше 420 мкмоль/л. Мочевая кислота плохо растворяется в воде, и если концентрация ее в крови становится слишком высокой, то кислота осаждается из нее в виде кристаллов и откладывается в суставах, в результате чего возникает воспаление (вызывающее болезненный артрит). Реже мочевая кислота откладывается под кожей, образуя мелкие безболезненные узелки, называемые тофусами. Классический приступ подагры, как правило, разыгрывается поздно ночью или рано утром после обильной еды, обычно включающей алкоголь, красное мясо (богатое глутаматом и нуклеотидами АМФ и ИМФ) и сахар. Особенно часто подагра встречается у людей с сонным апноэ, так как уменьшение содержания кислорода в крови, которое становится более выраженным ночью, также способствует усилению синтеза мочевой кислоты.

В большинстве случаев приступ подагры длится от пяти до десяти дней и разрешается на фоне приема противовоспалительных лекарств, но для болезни характерны частые рецидивы, которые в конце концов приводят к деформации суставов. Так как боль при подагре хорошо поддается воздействию легких обезболивающих препаратов, отпускаемых в аптеках без рецепта, то врачи смотрят на подагру скорее как на небольшую неприятность, а не как на болезнь, которая заслуживает самого пристального внимания.

Однако подагра – это нечто большее, нежели просто докучливый артрит, по поводу которого вы принимаете ибупрофен, когда первый звонок (первое появление боли) сигналит о том, что приступ неизбежен. В большинстве случаев подагра – это образцовое воплощение упорной и повторяющейся активации переключения в режим выживания.

Из главы 4 вы уже знаете, что уровень концентрации мочевой кислоты в крови у людей выше, чем у других млекопитающих из-за мутации гена, кодирующего уриказу. Эта мутация случилась миллионы лет назад. Вначале мутация привела к очень умеренному повышению концентрации мочевой кислоты – с 60–120 мкмоль/л до 180–240 мкмоль/л. Однако усвоение западной диеты и в особенности увеличение потребления алкоголя и пищи, богатой сахарами и умами, привело к резкому повышению концентрации мочевой кислоты в крови до 300–360 мкмоль/л, а у приблизительно у 20 миллионов американцев этот уровень еще выше. Это повышение (больше 360 мкмоль/л у женщин и больше 420 мкмоль/л у мужчин) называют термином гиперурикемия, и именно у людей с гиперурикемией чаще всего развивается подагра.

Хотя высокий уровень мочевой кислоты в крови может иметь много причин, включая генетическую предрасположенность и почечную недостаточность, высокий уровень ее содержания в крови и/или подагра являются чаще всего следствием приверженности диете, богатой пищевыми продуктами, которые активируют переключение в режим выживания, потому что мочевая кислота является основным продуктом метаболизма фруктозы. Поэтому не следует удивляться тому, что люди, страдающие подагрой, чаще всех в мире одновременно страдают ожирением и метаболическим синдромом. Почти у трех четвертей больных с подагрой есть гипертония, более половины страдают хроническими заболеваниями почек, большинство – ожирением печени и четверть – сахарным диабетом 2-го типа. У пациентов с подагрой наблюдают самую высокую заболеваемость сердечно-сосудистыми болезнями.

Это позволяет предполагать, что наличие подагры или повышения концентрации мочевой кислоты в крови (то есть гиперурикемии) является еще одним следствием избыточного переключения в режим выживания. Однако наши экспериментальные данные позволили выявить интересный поворот в этом сюжете: мочевая кислота – не только побочный продукт переключения, но и активный участник, запускающий этот процесс. Помимо окислительного стресса, который мочевая кислота вызывает в энергетических станциях клеток, она производит и другие биологические эффекты, включая стимуляцию продукции жира, воспаление и сужение кровеносных сосудов. В опытах на лабораторных животных было убедительно доказано, что мочевая кислота играет важную роль в повышении артериального давления, развитии инсулинорезистентности, ожирения печени и общего ожирения. Действительно, вспомните причину, по которой мы с самого начала заинтересовались фруктозой: мы выяснили, что снижение уровня мочевой кислоты в крови может облегчить течение метаболического синдрома у крыс, которых кормили фруктозой. Это наблюдение позволяет утверждать, что мочевая кислота может играть роль в ожирении, повышении артериального давления, инсулинорезистентности и в развитии других признаков метаболического синдрома.

Такой взгляд – согласно которому мочевая кислота вносит весомый вклад в развитие метаболической болезни – представляется спорным, потому что в течение многих лет мы считали, что уровень мочевой кислоты повышается в ответ на ожирение, инсулинорезистентность и повышенное артериальное давление или на лечение этих заболеваний (особенно на диуретики при лечении артериальной гипертонии). Однако существует целый ряд аргументов, которые подтверждают активную роль мочевой кислоты в возникновении и становлении этих заболеваний. Во-первых, есть убедительные данные о том, что повышение концентрации мочевой кислоты в крови предшествует развитию ожирения, метаболического синдрома и связанных с ними заболеваний, и если такое повышение предшествует заболеваниям, то мы не можем утверждать, что оно является их следствием. Например, в одном исследовании мы наблюдали здоровых взрослых японцев, единственным отклонением от нормы у которых было повышение концентрации мочевой кислоты в крови. Через пять лет у лиц с гиперурикемией удвоился риск развития гипертонии, сахарного диабета, ожирения и хронических заболеваний почек в сравнении с контрольной группой испытуемых. Были проведены десятки исследований в общей популяции, и эти исследования показывают, что высокий уровень мочевой кислоты может служить независимым предиктором развития как этих заболеваний, так и болезней сердца.

Есть также данные о том, что целенаправленное снижение уровня мочевой кислоты в крови может предупредить и даже обратить вспять развитие признаков метаболического синдрома. Одно из самых убедительных свидетельств касается артериального давления. В исследовании, выполненном нашим сотрудником Дэниелом Фейгом, педиатром-нефрологом, были показаны эффекты снижения уровня мочевой кислоты у подростков с впервые диагностированной артериальной гипертонией. Перед этим наша группа выяснила на лабораторных животных, что на ранних стадиях повышения артериального давления оно быстро снижается на фоне подавления синтеза мочевой кислоты и уменьшения ее концентрации в крови. Со временем высокое содержание мочевой кислоты приводит к поражению почек, и в дальнейшем высокое артериальное давление поддерживается почечными механизмами в большей степени, чем в результате прямого воздействия мочевой кислоты. Когда это происходит, снижение концентрации мочевой кислоты становится менее эффективным. Поэтому мы подумали, что этот контингент больных является идеальной тестовой группой, так как в момент наблюдения изменения в почках у них были минимальны. К нашему удивлению, когда Дэн измерил содержание мочевой кислоты в крови своих пациентов, выяснилось, что у подавляющего большинства (90 %) уровень мочевой кислоты был повышен. После этого он выполнил рандомизированное исследование и обнаружил, что назначение аллопуринола (наиболее мощного средства для снижения уровня мочевой кислоты в крови) может полностью устранить повышение артериального давления, в то время как назначение плацебо оказалось неэффективным. Когда мы провели такое же исследование с участием страдающих избыточным весом подростков с пограничной гипертонией, мы снова обнаружили, что снижение концентрации мочевой кислоты может восстановить нормальное давление крови, в то время как плацебо такого действия не оказывало.

Такое же благотворное воздействие снижения уровня мочевой кислоты на артериальное давление мы нашли, работая с другими нашими сотрудниками, в том числе с мексиканским нефрологом Магдаленой Мадеро и турецким нефрологом Мехметом Канбаем. Мехмет, кроме того, установил, что снижение уровня мочевой кислоты может уменьшить инсулинорезистентность у пациентов с повышенной концентрацией мочевой кислоты в крови. Такие же результаты получали и другие ученые. Более того, снижение уровня содержания мочевой кислоты в крови, как представляется, оказывает благотворное влияние на вес тела, а в особенности способствует предупреждению избыточного веса. В одном из проведенных исследований, Дэн выяснил, что подростки, получавшие плацебо, набрали в среднем по 2,2 килограмма, в то время как подростки, принимавшие аллопуринол в среднем похудели на полкилограмма.

Несмотря на то что многие исследования показали, что снижение концентрации мочевой кислоты в крови оказывает благотворное действие на течение метаболического синдрома, в некоторых исследованиях установить этого не удалось. Однако эти отрицательные результаты можно приписать одной из двух вещей. Во-первых, в ряде этих исследований уровень мочевой кислоты снижали в тех случаях, когда он исходно уже был нормальным. Другие исследователи хотели знать, можно ли снижением уровня мочевой кислоты лечить артериальную гипертонию, но лечили пациентов с нормальным артериальным давлением. Мне кажется, что такие исследования едва ли имеют смысл, так как в них лечение получали люди, в нем не нуждавшиеся.

Подагра – это системное заболевание, которое наглядно показывает, к каким негативным последствиям для здоровья может привести слишком энергичное переключение в режим выживания.

Помимо потенциальной роли, какую мочевая кислота играет в патогенезе метаболического синдрома, она может, кроме того, непосредственно влиять на течение сердечных заболеваний; в особенности это касается больных подагрой. Недавние исследования позволяют предполагать, что кристаллы мочевой кислоты не просто откладываются в суставах больных подагрой, но скрытно также причиняют вред и другим частям организма. Например, в одном исследовании было обнаружено, что у почти 80 % больных подагрой кристаллы мочевой кислоты откладываются в сердце и кровеносных сосудах; обычно эти кристаллы обнаруживаются и в почках. Так как кристаллы могут вызывать местное воспаление, возникает высокая вероятность того, что односторонняя избыточная активация переключения вызывает заболевания сердца и почек (см. следующие разделы). Понятно, что необходимы дополнительные клинические исследования, чтобы в полной мере оценить значение повышения концентрации мочевой кислоты в крови и подагры[28].

Подагра – это отнюдь не безобидная неприятность. Это системное заболевание, которое наглядно показывает негативное воздействие на здоровье слишком энергичного переключения в режим выживания. Но что можно сказать о таком индивидуальном заболевании, как сахарный диабет, который сегодня очень сильно распространен? Может ли жировое переключение быть вспомогательной причиной и этого заболевания?

Сахарный диабет 2-го типа: финальная стадия инсулинорезистентности

Сахарный диабет – это заболевание, главным признаком которого является аномальное повышение содержания в крови сахара (глюкозы). Существует два типа этого заболевания: сахарный диабет 1-го типа, который развивается в тех случаях, когда поджелудочная железа теряет способность секретировать инсулин; диабет такого типа, как правило, развивается в детстве; и сахарный диабет 2-го типа, который сочетается с ожирением и метаболическим синдромом. Сахарный диабет 2-го типа встречается намного чаще; он сочетается с одним из главных признаков переключения в режим выживания – с инсулинорезистентностью.

Обычно у тех, кто заболевает сахарным диабетом 2-го типа, сначала появляется инсулинорезистентность, и только после этого проявляется развернутая картина собственно болезни. В такой ситуации мышечная ткань становится резистентной к действию инсулина, и поджелудочная железа начинает продуцировать больше инсулина, чтобы компенсировать это нарушение; концентрация инсулина в крови повышается до тех пор, пока он не преодолевает резистентность. Эта компенсация позволяет снизить концентрацию глюкозы в крови, но уровень циркулирующего в ней инсулина остается высоким. Кроме того, поджелудочной железе приходится работать с перегрузкой, и со временем малозаметное воспаление может стать причиной рубцевания, которое нарушает способность железы секретировать инсулин. Когда уровень инсулина в крови падает, содержание глюкозы крови выходит из-под контроля, и развивается клинически явный сахарный диабет.

Хотя точный механизм развития инсулинорезистентности пока только выясняется, уже тем не менее понятно из наших и других исследований, что инсулинорезистентность связана с метаболизмом фруктозы, что она (инсулинорезистентность) является следствием активации переключения в режим выживания и что в реализации этого механизма участвует мочевая кислота. Наша группа также обнаружила, что введение сахарозы крысам приводило к развитию истинного диабета, при котором мы наблюдали повреждение продуцирующих инсулин клеток поджелудочной железы. Другими словами, представляется, что сахарный диабет 2-го типа развивается как непосредственное следствие метаболизма фруктозы, которая одновременно вызывает инсулинорезистентность и повреждает поджелудочную железу; кульминацией этих нарушений становится клинически явный сахарный диабет. Это не означает, что у сахарного диабета 2-го типа нет других причин, но главной из них все же является фруктоза.

Доказательств того, что сахара, содержащие фруктозу, являются причиной возникновения сахарного диабета 2-го типа больше чем достаточно. Самое первое мы можем разглядеть в древности. Если помните, то в главе 4 я упомянул врача Сушруту, который практиковал в долине Ганга в те времена, когда там впервые в истории начали выращивать сахарный тростник. Этот врач связал ожирение и диабет с сахарным сиропом, который охотно пили местные жители. В остальном мире сахарный диабет оставался весьма редкой болезнью до того момента, пока в эпоху Позднего Возрождения потребление сахара не возросло и в Европе. В XIX в. французский врач Этьен Лансеро понял, что существуют два типа сахарного диабета, «тощий» и «жирный», а также понял, что диабет второго типа по большей части связан с потреблением сахара. К началу XX в. в мире наблюдали повышение заболеваемости сахарным диабетом; эту растущую заболеваемость быстро связали с потреблением сахара.

Наиболее тесную связь потребления сахара и сахарного диабета нашел Хейвен Эмерсон, уполномоченный по делам здравоохранения Нью-Йорка. Этот пост он занимал с 1915 по 1918 г. Эмерсон был встревожен неуклонным ростом заболеваемости сахарным диабетом в городе; в течение предыдущих сорока лет заболеваемость увеличилась почти в десять раз, от трех случаев на 100 тысяч населения в 1880 г. до почти 20 случаев на 100 тысяч населения в 1920 г. Для того чтобы разобраться в причинах, он провел обширное исследование населения, стараясь отыскать потенциальный фактор риска. Эмерсон обнаружил, что диабет в наибольшей степени связан с избыточным весом и сидячим образом жизни. При этом он отметил и примечательную связь заболеваемости диабетом с потреблением сахара. В те времена сахар все еще был дорог, и диабет был болезнью по преимуществу богатых людей.

Эмерсон был не одинок. Другие тоже считали, что сахар является причиной диабета, в частности, так думал Фредерик Бантинг, врач, один из ученых, получивших Нобелевскую премию за открытие инсулина. Однако не все были с этим согласны. Одним из наиболее ярких оппонентов этой точки зрения был врач Эллиот Джослин. Будучи специалистом по диабету, Джослин отвергал идею о том, что причиной болезни является сахар, и предложил считать причиной избыточное питание. Он отметил, что в исследовании, в котором изучали соотношение между потреблением сахара и смертностью от диабета за период с 1923 по 1928 г., строгой корреляции обнаружить не удалось. Однако из тринадцати стран с наиболее высоким потреблением сахара, принявших участие в этом исследовании, одиннадцать вошли в топ-13 по смертности от диабета. Хотя в двух странах – Гавайи и Куба – смертность от диабета была относительно низкой, следует учесть, что между увеличением потребления сахара и повышением смертности от диабета часто проходит 10–20 лет, и, действительно, в течение десяти лет после окончания этого исследования, смертность от диабета на Гавайях стремительно влетела вверх. (Что касается Кубы, то нет уверенности в точности данных исследования.)

Сегодня связь заболеваемости диабетом с потреблением сахара и напитков, содержащих повышенное количество фруктозы, отчетливо подтверждается лабораторными и клиническими исследованиями. Потребление фруктозы может индуцировать сахарный диабет у лабораторных животных, а у людей – инсулинорезистентность. Было показано, что уменьшение потребления фруктозы приводит к снижению инсулинорезистентности у больных с ожирением. Сегодня ни у кого нет сомнений в том, что переключение в режим выживания играет важную роль в возникновении этой болезни.

Сахар – не единственный пищевой продукт, повышающий риск заболевания диабетом, но мы видели, что сахар не является и единственной причиной активации переключения в режим выживания, даже если он и является в этом переключении главной движущей силой. Поэтому неудивительно, что углеводы с высоким гликемическим индексом, включая такие продукты питания, как рис и картофель, тоже повышают риск сахарного диабета, хотя и не так сильно. То же самое верно и в отношении красного мяса, пива и других продуктов, содержащих умами; этим же свойством отличается повышенное потребление соли. Все эти данные свидетельствуют о том, что сахарный диабет 2-го типа является нежелательным подарком жирового переключения.

Уменьшение потребления фруктозы также снижает инсулинорезистентность у больных с ожирением.

Артериальная гипертония, сердечная недостаточность и инсульт

Артериальная гипертония, или повышенное артериальное давление крови, обычно определяется как артериальное давление, равное 140/90 мм рт. ст. или выше, хотя в последние годы наметилась тенденция к пересмотру порогового значения с его снижением до 130/80 мм рт. ст. Подобно ожирению и сахарному диабету, когда-то гипертония была редким заболеванием, и в 1890-е гг. в США им страдали менее 5 % населения. Но так же как заболеваемость ожирением и сахарным диабетом, заболеваемость артериальной гипертонией повысилась в XX в.; гипертонией страдает треть взрослого населения США. Теперь это одно из самых распространенных в мире заболеваний; им страдают более 1 млрд. человек.

Артериальную гипертонию называют «молчаливым убийцей», потому что она протекает с малозаметными симптомами, а иногда и вообще течет бессимптомно. Многие люди даже не догадываются о своей болезни и поэтому не получают лечения. Другие же лечатся неадекватно. Тем не менее гипертония возлагает на организм тяжкое бремя. Во-первых, она заставляет слишком тяжело работать сердце, что при долгом существовании гипертонии может привести к сердечной недостаточности; сегодня главной ее причиной является гипертония. Кроме того, эта болезнь постепенно повреждает кровеносные сосуды. Такое повреждение может произойти в сосудах головного мозга. Из-за гипертонии там может произойти разрыв кровеносного сосуда, что приведет к внутричерепному кровотечению. Кроме того, гипертония сочетается с сужением кровеносных сосудов, что приводит к ухудшению кровоснабжения частей мозга, из-за чего они могут погибнуть. Уязвимы для гипертонии и такие крупные сосуды, как аорта. Из-за высокого артериального давления может развиться аневризма аорты, что может закончиться ее разрывом и внутренним кровотечением или расслоением стенки аорты. Это страшное осложнение аневризмы, когда внезапно разрывается внутренняя выстилка сосуда. Более того, артериальная гипертония является одной из основных причин почечной недостаточности. Могут быть и другие неприятности. Например, артериальная гипертония может негативно сказаться на школьной успеваемости у детей или привести к развитию медленно прогрессирующей деменции у пожилых людей. Такую деменцию называют сосудистой. Она возникает вследствие поражения мелких кровеносных сосудов головного мозга.

Очевидна настоятельная необходимость понимать все причины возникновения артериальной гипертонии. Хотя некоторые причины уже известны например, заболевания почек, в подавляющем большинстве случаев говорят о «первичной гипертонии» или об «эссенциальной гипертонии», подразумевая, что причина неизвестна. Правда, сейчас накапливается все больше данных о том, что причиной первичной артериальной гипертонии является избыточная активация переключения в режим выживания.

Имеются убедительные доказательства того, что фруктоза играет определенную роль в возникновении и становлении артериальной гипертонии. Эпидемиологические исследования позволяют связать потребление сладких безалкогольных напитков, а также фруктозы в составе добавленного сахара, с высоким артериальным давлением. Еще более убедительным доказательством является тот факт, что у здоровых добровольцев наблюдают немедленное повышение давления после приема внутрь определенного количества фруктозы, чего не наблюдают после питья раствора глюкозы или чистой воды. В одном клиническом испытании с нашим участием больных случайным образом разделили на две группы: одна группа пила напитки, содержащие сахарозу, а вторая – напитки с повышенным содержанием фруктозы, и это была единственная разница. Оба напитка вызывали повышение артериального давления, но во второй группе оно было отчетливо больше в той мере, в какой содержание фруктозы в напитках с ее повышенным содержанием превосходило ее содержание в растворе сахарозы. У участников из второй группы выше был и подъем уровня мочевой кислоты в крови.

Эта корреляция с уровнем мочевой кислоты является важной, мы подтвердили ее в исследовании, проведенном совместно с врачом Энрике Перес-Посо. Добровольцы-мужчины также были разделены на две группы. Половина участников пила концентрированный раствор фруктозы и принимала аллопуринол ежедневно в течение двух недель. В группе испытуемых, не получавших аллопуринол. ю отмечалось значительное повышение артериального давления; такого эффекта не наблюдали в группе участников, принимавших лекарство, у которых было блокировано повышение уровня мочевой кислоты. Эти данные подтверждают, что активация переключения в режим выживания за счет фруктозы играет роль в повышении артериального давления, и, вероятно, оно опосредуется эффектами фруктозы.

Вещество, с которым по традиции связывают повышение артериального давления, – это, конечно, не сахар, а соль. Переключение в режим выживания может активироваться и за счет диеты с высоким содержанием соли, но, как уже было сказано, это происходит не в результате потребления самой соли, но в результате повышения ее концентрации в крови, а это, в свою очередь, запускает продукцию фруктозы и стимулирует секрецию вазопрессина. Для того чтобы проверить это влияние на артериальное давление, наш сотрудник Мехмет Канбай назначал добровольцам соленый суп, причем одна половина испытуемых одновременно выпивала два стакана воды, а вторая – нет. В группе, получавших только суп, концентрация соли и вазопрессина в крови, а также артериальное давление повышались немедленно. В группе же, участники которой пили воду, никаких изменений в концентрации соли и вазопрессина и в уровне артериального давления не наблюдали.

Эти и другие подобные исследования говорят о том, что значение для артериального давления имеет не количество потребляемой соли; оно повышается при увеличении концентрации соли в крови, и именно оно активирует переключение в режим выживания. Мы подтвердили это в сотрудничестве с японским кардиологом Масанари Кувабарой, который провел исследование на обширной здоровой японской популяции; по ходу исследования он оценивал связь потребления соли с повышением артериального давления. Мы обнаружили, что, хотя высокое ежедневное потребление соли действительно является предиктором повышенного риска развития гипертонии в течение пяти лет, более надежным предиктором является не количество съеденной соли, а концентрация ее в крови.

Потребление соли за последнее десятилетие увеличилось, так же как потребление добавленного сахара, на 30 %. Ограничение соли в диете стало стандартной рекомендацией для снижения артериального давления, а теперь такое ограничение рассматривают как начальную меру в лечении избыточного веса. Однако наши исследования показывают, что на самом деле важно не количество потребленной соли, а баланс между потреблением соли и потреблением воды. Соответственно, если мы потребляем мало фруктозы и пьем много воды, чтобы предупредить повышение концентрации соли, то у нас появляется неплохой шанс предупредить повышение артериального давления и без слишком строгого ограничения количества соли в диете.

Хотя именно связанное с переключением в режим выживания высвобождение мочевой кислоты и вазопрессина является непосредственной причиной повышения артериального давления, есть данные о том, что со временем ведущую роль принимает на себя другая система. Именно активация переключения в режим выживания приводит к развитию умеренно выраженного воспаления почек, и работа моего сотрудника Бернардо Родригеса-Итурбе, ведущего специалиста в области артериальной гипертонии, показала, что со временем это воспаление становится самоподдерживающимся. Воспаление заставляет почки задерживать соль, что приводит к постоянному повышению ее концентрации и повышению артериального давления. Вероятно, это справедливо в отношении пациентов, которые много лет страдают повышением артериального давления. Если дело дошло до воспаления почек, то простое снижение уровня мочевой кислоты или блокада переключения в режим выживания уже не способны излечить артериальную гипертонию. Тем не менее снижение потребления добавленных сахаров и соли остается полезным, так как блокада переключения поможет остановить прогрессирование артериальной гипертонии.

Самое важное в развитии артериальной гипертонии – не количество потребляемой соли, а баланс потребления соли и воды.

Заболевания печени

Начиная с 1970-х гг. врачи стали наблюдать новый тип поражения печени, который с тех пор распространился по всему миру. Сегодня это поражение является самой частой причиной печеночной недостаточности и главным показанием к пересадке печени. Болезнь эту называют неалкогольным жировым перерождением печени. Это еще один молчаливый убийца. На первой стадии заболевания происходит накопление жира в печени, что приводит к ее умеренному увеличению и к небольшим отклонениям функциональных проб. На этой стадии человек обычно не знает, что с печенью что-то не так, если врач не заметит ожирения печени по данным некоторых исследований, например, ультразвукового. Со временем развивается малозаметное воспаление, которое тоже протекает бессимптомно. Без лечения болезнь приводит к повреждению и рубцеванию ткани печени. И только потом, как правило, по прошествию многих лет, у пациента внезапно появляются признаки печеночной недостаточности, а при обследовании выявляют цирроз печени. У больного может наблюдаться спутанность сознания, тремор, потеря мышечной массы, увеличение живота вследствие скопления в нем жидкости, а иногда случается кровотечение в желудочно-кишечном тракте. Если дело доходит до этого, то в таком случае уже мало что можно сделать, за исключением пересадки печени.

Болезнь по течению напоминает алкогольное поражение печени, так как потребление алкоголя также приводит к ожирению печени, к которому затем присоединяется воспаление, рубцевание и цирроз. На самом деле эти две болезни практически идентичны, хотя алкогольный цирроз протекает тяжелее и, конечно, связан с неумеренным потреблением алкоголя.

Весьма вероятно, что неалкогольное жировое перерождение печени является прямым следствием непрерывной активации переключения в режим выживания. Как вы, наверное, помните, одной из главных функций переключения является накопление жира и одним из основных мест такого накопления является жировая ткань; другим излюбленным местом является печень.

Ожирение печени может играть и положительную роль, так как печень в этом случае может играть роль хранилища жира, как запасного топлива. Вспомним колибри, которая живет за счет цветочного нектара и у которой развивается самое значительное среди птиц ожирение печени, но дело в том, что за ночь весь этот жир бесследно сгорает. Способность фруктозы вызывать ожирение печени у птиц была известна в эпоху Древнего Рима. Плиний Старший писал, что римский повар Марк Апик кормил гусей финиками, чтобы добиться ожирения печени. Жирная печень стала деликатесом, который известен нам и сегодня под названием фуагра. Современные лабораторные исследования показывают, что и у других животных потребление фруктозы также приводит к ожирению печени.

В 2006 г., когда я еще работал в Университете Флориды, я имел возможность посетить лекцию о неалкогольном жировом перерождении печени, которую читала Маналь Абдельмалек, блестящий молодой врач, изучавшая эту сравнительно новую тогда болезнь. Слушая лекцию, я вдруг подумал, что жировое перерождение печени может развиться в результате потребления продуктов или напитков, содержащих фруктозу и сахарозу. Я поговорил с Маналь после лекции; она сказала, что никто прицельно не исследовал такую возможность; с этого началось наше сотрудничество. Беседуя со своими пациентами, страдающими неалкогольным жировым перерождением печени, она обнаружила, что все они в течение жизни употребляли избыточное количество напитков с повышенным содержанием фруктозы, а у большинства из этих больных имели место признаки метаболического синдрома и повышение концентрации мочевой кислоты в крови. Сотрудник нашей лаборатории Цзяньсень Оуян провел биопсию печени у этих пациентов и обнаружил, что в печеночных клетках наблюдается выраженная экспрессия ферментов, участвующих в метаболизме фруктозы (в частности, фруктокиназы). Представилось вероятным, что мы получили важное подтверждение того, что НЖПП возникает в результате потребления добавленных сахаров, содержащих фруктозу.

Впоследствии Маналь в серии прекрасно организованных исследований выяснила, что потребление безалкогольных напитков, содержащих повышенное количество фруктозы, позволяло предсказать не только развитие ожирения печени, но и ее рубцевание и переход ожирения в цирроз. Далее она показала, что в клетках ожиревшей печени происходит истощение энергии (снижение содержания АТФ) – красноречивый признак действия переключения в режим выживания – и что уровень АТФ был тем ниже, чем больше было потребление фруктозы и чем выше концентрация мочевой кислоты в крови. С тех пор было проведено множество исследований, подтвердивших связь НЖПП с избыточным потреблением добавленных сахаров. В одном из исследований было даже доказано, что уменьшение потребления добавленных сахаров улучшало течение ожирения печени у детей.

Доказав связь между добавленными сахарами и ожирением печени, мы заинтересовались вопросом о том, нет ли разницы в способности напитков с повышенным содержанием фруктозы вызывать ожирение печени в сравнении с чистой сахарозой, потому что рост заболеваемости НЖПП совпал с появлением на рынке таких напитков. Мы исследовали этот вопрос, давая лабораторным крысам либо сахарозу, либо смесь из равных частей глюкозы и фруктозы так, чтобы крысы обеих групп получали одинаковое количество фруктозы. Наше исследование показало, что смесь глюкозы и фруктозы приводило к более тяжелому течению ожирения печени, чем чистая сахароза, хотя и сахароза приводила к накоплению жира и воспалению печени. У животных третьей, контрольной группы, получавшей обычную воду, ожирение печени не развивалось.

Каждый человек, страдающий НЖПП или ожирением печени, должен понимать, что первичной причиной его заболевания, скорее всего, является потребление добавленных сахаров, содержащих фруктозу. Оказывается, что напитки с повышенным содержанием фруктозы являются в этом отношении более мощным фактором, чем сахароза, вероятно, потому, что есть разница в усвоении, так как сахароза, прежде чем всосаться в кишечнике, распадается на глюкозу и фруктозу. Тем не менее это нисколько не обеляет сахарозу, которую точно так же надо считать значимым фактором риска.

Хронические заболевания почек

Так же, как и распространение других заболеваний, рассматриваемых нами в этой главе, заболеваемость хроническими поражениями почек росла в прошедшем столетии параллельно с заболеваемостью ожирением. Одна из причин заключается в том, что заболеваемость хроническими поражениями почек особенно высока среди людей с метаболическим синдромом, а двумя самыми значимыми причинами почечной недостаточности являются сахарный диабет и артериальная гипертония. Так как оба эти заболевания – диабет и гипертония – являются результатом переключения в режим выживания, то представляется, что поражение почек является сопутствующим осложнением.

Есть, однако, данные о том, что фруктоза может непосредственно вызывать повреждение почек. Почки, вместе с печенью и мозгом, метаболизируют фруктозу, а получающаяся в результате мочевая кислота вызывает в почках местное воспаление и окислительный стресс. Мы обнаружили, что диета с высоким содержанием фруктозы может со временем привести к повреждению почек или ускорить прогрессирование уже существующих почечных заболеваний. Мы также нашли, что почки могут сами продуцировать фруктозу по полиольному пути, особенно на фоне сахарного диабета, и это тоже может приводит к поражению почек; возможно, поэтому и развивается диабетическая нефропатия (диабетическое поражение почек).

И наконец, известно, что переключение в режим выживания приводит к повышению уровня мочевой кислоты в крови, а в многочисленных исследованиях было показано, что такое повышение является предиктором развития хронических почечных заболеваний. В других исследованиях было показано, что снижение концентрации мочевой кислоты может замедлить прогрессирование почечных заболеваний у лиц с ее превышением или подагрой. Недавно эти данные были оспорены в двух опубликованных исследованиях, где никакого благотворного эффекта обнаружено не было, но ни в одном из этих исследований не участвовали пациенты с подагрой (это именно те пациенты, которым снижение уровня мочевой кислоты может реально помочь), и наряду с пациентами с повышенным уровнем мочевой кислоты в исследованиях принимали участие испытуемые с нормальным уровнем мочевой кислоты (которым от снижения его, естественно, не будет никакой пользы). Для прояснения этого вопроса необходимы дальнейшие исследования.

Атеросклероз, инфаркт миокарда и внезапная смерть

У большинства людей, страдающих заболеванием сердца, – если не считать сердечную недостаточность, обусловленную артериальной гипертонией, что мы обсуждали выше, – оно является следствием поражения коронарных артерий. Это поражение обычно имеет причиной атеросклероз, в ходе развития которого в стенках артерий, снабжающих сердечную мышцу, откладывается богатый холестерином жир в виде бляшек. В местах этих бляшек, как правило, чаще всего образуются тромбы, которые блокируют кровоток и доставку кислорода. Сгустки, тромбы и отмершие части бляшек могут смешиваться, попадать в кровоток и блокировать артерии в головном мозге и иных частях тела, в результате чего могут развиться инфаркт миокарда или инсульт.

В течение многих лет мы знали, что главными факторами риска атеросклероза являются наличие его у кровных родственников, повышенный уровень холестерина в крови и курение. Недавно ученые распознали еще один, дополнительный фактор риска – хроническое вялотекущее воспаление, а это воспаление тесно связано с переключением в режим выживания.

В тяжелом воспалении никогда не бывает ничего хорошего, но постоянное слабо выраженное воспаление может помочь организму защититься от некоторых инфекций, так как оно помогает лейкоцитам убивать бактерий и паразитов. Главной причиной вялотекущего воспаления является мочевая кислота, делая тем самым воспаление еще одним преимуществом переключения на выживание. Но, когда переключение происходит слишком активно, это вялотекущее воспаление перестает быть благотворным. Например, слабо выраженное воспаление в кровеносных сосудах способствует образованию богатых холестерином атеросклеротических бляшек. У многих больных с подагрой в этих бляшках обнаруживаются кристаллы мочевой кислоты, поэтому представляется вполне вероятным, что и они играют роль в повреждении сосудов.

Подлинная роль фруктозы и мочевой кислоты в патогенезе ишемической болезни сердца пока не выяснена. Для этого нужны клинические исследования, но одно понятно уже сейчас – очень возможно, что сердечно-сосудистые заболевания являются осложнением жирового переключения ради выживания.

Злокачественные опухоли

Как уже было сказано в начале этой главы, ожирение часто сочетается с определенными типами рака, включая рак молочной железы, толстого кишечника и поджелудочной железы. Почему ожирение ассоциируется с раком, остается загадкой. Однако ответ может заключаться не в том, что ожирение вызывает рак, а в том, что хроническая активация переключения в режим выживания повышает риск как ожирения, так и рака.

Возможно, из главы 3 вы помните, что переключение в режим выживания не только стимулирует накопление жира для запасания энергии и воды, но также защищает животных в ситуациях, когда снижается содержание кислорода в окружающей среде. Когда уровень кислорода падает, организм для извлечения энергии начинает расщеплять фруктозу по полиольному пути. Эта фруктоза вызывает окислительный стресс как часть режима выживания, так как стресс подавляет функцию митохондрий. Так как митохондрии используют кислород для продукции энергии, то уменьшение ее продукции в митохондриях приводит к снижению потребности в кислороде. Уменьшение продукции энергии в митохондриях компенсируется стимуляцией гликолиза, более примитивного и менее эффективного способа продукции энергии, для которого не нужен кислород.

Именно так голый африканский слепыш выживает в тесных норах глубоко под землей, где концентрация кислорода в воздухе может падать до очень низких величин. В организме слепыша продуцируется много фруктозы для того, чтобы минимизировать потребность в кислороде; слепыш способен выживать в течение пяти часов в атмосфере, содержащей всего 5 % кислорода[29]; обычная мышь в такой атмосфере выживает не больше 10 минут. Подозреваю, что и другие животные переживают недостаток кислорода, производя фруктозу по полиольному пути, – это такие животные, как морской слон, который, ныряя, может задерживать дыхание на сорок минут, и птицы, летающие на больших высотах, например, горный гусь, который способен перелетать через Гималаи.

Как и с другими преимуществами переключения в режим выживания, в наши дни использование фруктозы, чтобы справиться с гипоксией, сыграло с нами злую шутку; сегодня переключение на синтез фруктозы ухудшает нашу выживаемость, так как повышает риск заболевания раком. Многие раковые клетки выживают в условиях недостатка кислорода до тех пор, пока вокруг них не образуются мелкие кровеносные сосуды, которые начинают доставлять раковым клеткам кислород и питательные вещества, необходимые для роста. Фруктоза является предпочтительным топливом для раковых клеток в условиях недостатка кислорода. Некоторые раковые клетки, например, метастазирующие клетки рака толстого кишечника, рака поджелудочной железы и рака молочной железы, особенно любят фруктозу в качестве топлива, и этим можно объяснить, почему эти опухоли чаще поражают людей с ожирением.

В настоящее время ученые проявляют живой интерес к вопросу о том, нельзя ли за счет диеты с низким содержанием фруктозы замедлить или предотвратить развитие рака. Ученые также пытаются оценить роль, какую могут играть такие продукты метаболизма фруктозы, как мочевая и молочная кислота, в стимуляции роста и метастазирования опухолей. Например, один из моих сотрудников Мехди Фини провел исследование, в котором показал, что у мышей, генетически лишенных уриказы, инъекция клеток рака молочной железы приводит к более быстрому росту и метастазированию рака, чем у нормальных мышей.

Таким образом, похоже, что хотя переключение в режим выживания само по себе и не способно вызвать рак, но фруктоза и переключение способствуют лучшей выживаемости и росту раковых клеток. Это просто удивительно, сколько современных болезней могут быть результатом избыточного потребления содержащих фруктозу сахаров и пищи, которая способствует ее выработке организмом. Должно быть, природа в смятении. То, что стимулировало выживание в одних условиях, стало катастрофой для нашего здоровья в других. К сожалению, есть еще одна область медицины, где влияние переключения в режим выживания может быть весьма значительным, – речь пойдет не о соматических заболеваниях, а о головном мозге.

Глава 7. Как переключение в режим выживания влияет на сознание и поведение

Чрезмерная активация переключения в режим выживания участвует в возникновении и развитии многих современных широко распространенных болезней. Тем не менее фруктоза может оказывать далеко идущее воздействие и на еще один аспект нашего здоровья, аспект, имеющий такие же тяжкие последствия, и это – воздействие на сознание, разум и поведение. Вспомните, что одним из главных эффектов переключения в режим выживания является чувство голода и жажды, поиск и запасание пищи. Когда такое поведение становится навязчивым, ответы, направленные на выживание, могут превратиться в поведенческие расстройства. И хотя доказательства пока ограничены смутными догадками и единичными случаями, все вместе они позволяют предположить, что фруктоза может влиять на поведение, ментальные способности, и нельзя исключить ее влияния на развитие деменции или даже на желание выпить стакан вина.

Зависимость и алкоголизм

Многие люди испытывают пристрастие к сахару. Я один из таких людей. Мне хочется сладкого, хотя я и понимаю, насколько это для меня вредно. Я могу целый день мечтать о сливочном шоколадном пирожном, о клубничной слойке и домашнем яблочном пироге с ванильным мороженым. Короче, я, пользуясь выражением гуру фитнеса Джека ЛаЛанна, сахароголик. Не имеет никакого значения, что всю мою профессиональную жизнь я занимаюсь исследованиями, подтверждающими, что сахар является главной причиной диабета и других болезней. Я все равно его люблю.

Я не одинок в этой своей страсти. Мои дети тоже любят сахар. Жажда сладкого является врожденным влечением, оно определяется вкусовыми сосочками, которые сигнализируют мозгу об удовольствии всякий раз, когда сахар оказывается во рту. Дети предпочитают сахар грудному молоку[30]. Он является частью лексикона влюбленных – «мой сладкий». Сахар облегчает прием горьких лекарств, и очень многие люди живут мечтой о дне рождения, когда им удастся отведать сладкий торт. И что может быть лучше «Золотого Билета» на посещение шоколадной фабрики Вилли Вонка? Будь то прекрасный балет (сцена в Конфитюренбурге из второго действия «Щелкунчика») или рок-н-рол («Тростниковый сахар» ансамбля «Роллинг Стоунз») – сахар всегда найдет дорогу в нашу жизнь.

Тяга к сахарозе и сиропам с повышенным содержанием фруктозы – это не просто осознанное предпочтение сладкого, ибо, как уже было сказано выше, животные, у которых нет возможности оценивать вкус сахаров, тем не менее предпочитают вкус сахарозы и сиропа другим продуктам, не содержащим этих добавленных сахаров. Сахароза занимает особое место своей способностью соблазнять нас своим вкусом и вызывать желание ее есть.

Наша любовь к таким сахарам, как сахароза и сиропы с повышенным содержанием фруктозы, может превратиться в истинное пристрастие и зависимость. Лучше всего это было показано на животных, когда им дают сахара интервалами, например, если крысам дают пить сладкую воду только на ночь. Животные целый день с нетерпением ждут сладкой воды, а когда она появляется, возможны драки за первое место у поилки. Со временем животные начинают пить все больше и больше сладкой воды – приблизительно то же самое мы наблюдаем, когда животные получают наркотики. Это неудивительно, потому что, как показывают исследования, сахароза и СПСФ стимулируют тот же отдел мозга, что и героин. Если крысы не получают привычную ночную порцию сладкой воды, они приходят в возбуждение, взъерошенные, забираются в угол, а также демонстрируют и другие признаки абстиненции. Доказательства того, что это есть настоящий синдром отмены, были представлены физиологом Бартом Хёбелем, известным изучением пристрастия и тяги к сахару. Он обнаружил, что лабораторные крысы, которых кормили сахаром, испытывают абстиненцию после инъекции налоксона, лекарственного вещества, блокирующего действие опиатов на головной мозг и способного вызвать абстиненцию у пациентов, зависимых от героина.

Сахароза и СПСФ стимулируют те же части мозга, что и героин.

Хотя сахар действует подобно героину в своей способности вызывать зависимость, существует весьма тесное отношение между сахаром и другим наркотиком – алкоголем. Роберт Лустиг, врач, изучающий действие сахара и фруктозы, писал, что сахар – это «алкоголь без опьянения», потому что и сахар, и алкоголь доставляют удовольствие и могут вызывать зависимость. Помимо этого, Лустиг отметил, что и фруктоза, и алкоголь вызывают ожирение печени и цирроз. В самом деле, как мы видели в предыдущей главе, многочисленные исследования доказали, что заболевание печени, вызванное одним из этих веществ, практически неотличимо от заболевания, вызванного другим.

Следовательно, не должно вызывать удивления то обстоятельство, что пьяницы выказывают более сильную тягу к сладким алкогольным напиткам, чем люди, редко употребляющие алкоголь. Подобным образом алкоголизм родителей, особенно отца, часто сочетается с тягой его детей к сладкому.

Это позволяет предположить, что если алкоголик перестает пить, например, когда его госпитализируют с осложнениями алкоголизма, то он будет возмещать тягу к алкоголю питьем сладких безалкогольных напитков и употреблением в пищу сладостей. Действительно, когда я на больничных обходах посещал пациентов, госпитализированных в связи с обусловленной алкоголизмом печеночной недостаточностью, я часто видел у них на прикроватных столиках батареи бутылок со сладкими безалкогольными напитками. (Это плохо, потому что если у пациента печеночная недостаточность, то меньше всего ему стоит пить безалкогольные сладкие напитки, ибо они лишь усугубляют тяжесть поражения печени.)

Тяга к сахару на самом деле тесно переплетается с тягой к алкоголю. Экспериментальные исследования показывают, что животные, пристрастившиеся к сахарозе, также пьют больше алкоголя, если им его предлагают. В самом деле, самый простой путь увеличить потребление алкоголя – это добавить к нему сахарозу, что, между прочим, приводит к более быстрому прогрессированию поражения печени. Это не может не тревожить, потому что многие добавляют сахар в алкоголь для приготовления коктейлей, а некоторые алкогольные напитки изначально содержат остаточные сахара, например, ром, портвейн, мадера. Присутствие сахара в этих напитках не только делает их особенно привлекательными, но также стимулирует увеличение количества выпитого, что создает еще более высокий риск осложнений от употребления сахара и алкоголя одновременно.

Тот факт, что сахар и алкоголь взаимозаменяемы, а иногда и целенаправленно смешиваются, не является простым совпадением. Если мы теперь снова примерим на себя шляпы детективов, то можно сказать, что у нас в руках есть несколько улик и одна улика заключается в том, алкоголь способен вызывать обезвоживание.

Вероятно, вы слышали о том, что после обильного возлияния надо перед сном выпить много воды, потому что это помогает избежать утреннего похмелья от обезвоживания. Алкоголь вызывает обезвоживание не только благодаря своему мочегонному эффекту, но и потому, что он задерживается в крови, и сумма концентрация алкоголя и соли оказывается слишком высокой, уменьшая долю воды. Этот эффект напоминает эффект употребления соленой пищи; организм воспринимает это как обезвоживание и запускает ощущение жажды. Так как обезвоживание заставляет организм продуцировать фруктозу, то это означает, что питье алкоголя тоже стимулирует ее образование. Не в этом ли причина привлекательности алкоголя?

Для того чтобы подтвердить потенциальную роль алкоголя в продукции фруктозы, Мигель Ланаспа начал поить алкоголем лабораторных мышей. По мере того как мыши пили все больше и больше алкоголя, они одновременно все больше и больше обезвоживались. Как мы и предполагали, в результате произошла активация полиольного пути, что привело к высокой концентрации фруктозы в печени, несмотря на то что мыши не ели фруктозу. Алкоголь, следовательно, стимулирует продукцию фруктозы в организме.

Происхождение алкоголизма

Алкоголизм, как ожирение и метаболический синдром, коренится в эволюции и переключении в режим выживания. Как вы, наверное, помните, в середине миоценовой эпохи глобальное похолодание поставило наших предков в Европе и Азии на грань вымирания от голода. Затем, 12–15 млн. лет назад, произошла мутация гена уриказы; эта мутация позволила им накапливать больше жира, питаясь фруктами, количество которых сильно сократилось. Это помогло тем обезьянам выжить, а некоторые даже смогли вернуться на Африканский континент.

К несчастью, вулканическая активность и тектонические сдвиги изменили рельеф Восточной Африки, и обезьянам пришлось преодолеть засушливую область открытой саванны, где выживание тоже было весьма затруднительным и находилось под большим вопросом. В ту эпоху зрелые плоды падали на землю и сразу начинали бродить, а значит, становились несъедобными, потому что наши предки были неспособны метаболизировать алкоголь. Все изменилось 10 млн. лет назад, когда произошла мутация, которая повысила нашу способность метаболизировать алкоголь в сорок раз. Это дало дополнительное преимущество в выживании, так как позволяло есть перебродившие плоды и предоставляло новый источник фруктозы: та синтезировалась по полиольному пути, когда потребляемый нами алкоголь запускал обезвоживание.

Эта мутация дала нам возможность пережить жестокое время нашей истории: в виде способности пить алкоголь мы получили неоценимый дар, но с неприятными последствиями для здоровья.

Как вы, возможно, помните из предыдущей главы, фруктоза вызывает неалкогольное жировое перерождение печени, а алкоголь вызывает алкогольное ожирение печени. Однако, как уже было сказано, эти два заболевания практически идентичны в своих проявлениях. Это поставило перед нами вопрос о том, не вызывает ли алкоголь поражение печени, потому что он стимулирует продукцию фруктозы. Для того чтобы проверить эту гипотезу, мы дали алкоголь мышам, лишенным способности расщеплять фруктозу. Удивительно, но у этих мышей алкоголь не вызывал развития ожирения печени. Другими словами, фруктоза является причиной индуцированного алкоголем поражения печени.

Впрочем, нас ожидал еще один сюрприз. А именно мы обнаружили, что потребление алкоголя было намного меньше у мышей, неспособных расщеплять фруктозу, чем у нормальных мышей. По сравнению с последними они пили менее одной четверти того, что выпивали интактные мыши. Это означает, что тяга к алкоголю родственна тяге к фруктозе.

Это значимая находка, так как дает еще один ключ к лечению алкоголизма – серьезной общемировой проблемы, которая нарушает многие аспекты человеческой жизни, включая работу, друзей, семью и, конечно, здоровье. Чаще всего люди борются с алкоголизмом с помощью психотерапевтических сеансов, вступления в группы, например, в общество анонимных алкоголиков, или прибегают к лекарственному лечению. Было разработано несколько лекарств, но они воздействуют на различные вещества в мозге, которые определяют тягу к алкоголю и могут иметь нежелательные побочные эффекты. Но если мы найдем способ блокировать метаболизм фруктозы, то, возможно, нам удастся излечить алкоголизм[31]. Уже одно только ограничение потребления сахара может уменьшить тягу к алкоголю, хотя это пока и не доказано.

Алкоголизм – это расстройство обмена сахара. Седативное действие алкоголя обусловлено им самим. Однако тяга к алкоголю и его способность вызывать поражение печени обусловлены стимуляцией продукции фруктозы и переключение в режим выживания.

Алкоголизм – это нарушение баланса сахаров.

Наблюдение, согласно которому алкоголь является еще одним источником фруктозы, позволяет объяснить, почему питье алкоголя связано с возрастающим риском развития метаболического синдрома и в особенности артериальной гипертонии и повышения уровня триглицеридов в крови. Особенно это верно для пива, так как в дополнение к алкоголю оно также содержит богатые умами пивные дрожжи.

Поведенческие нарушения

Как мы уже видели, когда переключение в режим выживания происходит у животных в дикой природе, оно производит многочисленные и разнообразные эффекты. Оно стимулирует чувство голода и жажды, повышает артериальное давление, вызывает вялотекущее воспаление и, конечно же, способствует максимальному отложению жира.

Когда у голодающего животного истощаются запасы жира, оно должно пробудиться от спячки или покинуть убежище и приступить к запасанию еды. Если животное не найдет еду, оно умрет – это отчаянная ситуация, – и животное вынуждено не по собственной воле исследовать новые для себя территории в поисках еды, что создает опасность попасть в лапы хищников. Соответственно, животному приходится быстро оценивать новые ситуации, незамедлительно принимать решения и стремительно двигаться. На долгие раздумья времени нет; животное должно вести себя импульсивно, ибо чем дольше оно остается на незнакомой территории, тем большей опасности подвергается. Животное не должно быть робким и, если встречается с хищником, то должно уметь защититься. Точно так же, если зверь видит добычу, он должен атаковать, даже если у жертвы есть шанс победить. Совокупность качеств поведения: импульсивность, исследовательское поведение, быстрое принятие решений, жажда неизведанного и склонность к риску – все это называется кормодобывающим ответом.

Было выявлено, что все эти аспекты кормодобывающего поведения запускает фруктоза. Например, в одном клиническом исследовании сравнивали эффекты питья раствора фруктозы с эффектами питья раствора глюкозы у здоровых добровольцев. С помощью МРТ установили, что в сравнении с потреблением глюкозы потребление фруктозы было связано с более выраженным чувством голода и аппетитом в отношении высококалорийной пищи. Более того, в области мозга, управляющей силой воли (то есть в префронтальной коре), было отмечено уменьшение электрической активности, что проявлялось, соответственно, усилением склонности к риску поддаться искушению, снижением способности сказать нет и общим ослаблением силы воли. Эти изменения говорят о том, что фруктоза повышает импульсивность, тягу к новым ощущениям и рискованному поведению.

Как вы, возможно, помните, метаболизм фруктозы приводит к образованию мочевой кислоты, и есть данные о том, что мочевая кислота стимулирует к кормодобывающему поведению. Например, когда у лабораторных крыс в крови повышается уровень мочевой кислоты, то животные вначале становятся чрезмерно активными. В исследовании, проведенном Анджелиной Сьютин из Университета Флориды, было установлено, что мыши с высоким уровнем мочевой кислоты демонстрируют ярко выраженное кормодобывающее поведение – они осматривают более обширные участки, они становятся легковозбудимыми, часто совершают спонтанные прыжки, больше интересуются новыми предметами, попавшими в поле их зрения, и, кроме того, демонстрируют большую склонность к исследовательскому поведению. В другом исследовании, проведенном под руководством Роя Катлера в ряде Национальных институтов здравоохранения, было подтверждено, что мыши с высоким уровнем мочевой кислоты обследуют более обширные участки на открытом пространстве, чем мыши с нормальным содержанием мочевой кислоты в крови, а также выказывали большую склонность к поисковому поведению. Кроме того, было обнаружено, что мыши с повышенным уровнем мочевой кислоты демонстрируют большую выносливость к физической нагрузке[32].

Но это мыши, а что можно сказать о нас? Исследовательская группа доктора Сьютин оценила связь содержания мочевой кислоты в крови с личностными характеристиками людей на основе изучения населения двух населенных пунктов. И в этом случае повышение уровня мочевой кислоты сочеталось с усилением кормодобывающего поведения, включая усиление таких черт личности, как импульсивность, жажда нового, склонность к риску и снижение способности к рассудочному мышлению (способности сначала думать, а потом делать).

Некоторые из типов такого поведения могут показаться восхитительными. Это то же самое поведение, какое мы наблюдаем у исследователей, астронавтов и других людей, которые добровольно подвергают себя риску, рассчитывая получить несоизмеримо большую награду как для себя, так и для всего человечества. Люди с личностными чертами, характерными для кормодобывающего поведения, – это люди, осваивающие новые земли, делающие научные открытия, открывающие новые предприятия и одаривающие мир новыми идеями.

Однако есть очень тонкая грань, отделяющая успешное кормодобывающее поведение смелого искателя приключений, который ведет нас через самые опасные ситуации, от таких расстройств, как синдром дефицита внимания и гиперактивности, биполярное расстройство или маниакальное состояние, так как и эти нарушения сопровождаются импульсивностью, повышенной активностью, маниакальными чертами или агрессивным поведением. Я никоим образом не отрицаю роль наследственности и иных факторов риска в развитии этих поведенческих расстройств, но я все же убежден, что они представляют собой «преувеличенный» кормодобывающий ответ, обусловленный слишком активным переходом в режим выживания. Рассмотрим мои аргументы.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности

Синдромом дефицита внимания и гиперактивности называют поведенческое расстройство, при котором человек – ребенок или взрослый – демонстрирует поведение, характеризующееся суетливостью, неспособностью долго сидеть на одном месте и болтливостью (гиперактивность) в сочетании с импульсивностью, легкой отвлекаемостью, невнимательностью и неспособностью сосредоточиться на выполнении задачи (дефицит внимания). СДВГ может отрицательно влиять на школьную успеваемость и на способность долго удерживаться на рабочем месте; кроме того, синдром часто сочетается с повышенным риском развития зависимостей разного рода.

В наше время СДВГ является чрезвычайно распространенным заболеванием. По данным 2011 г., синдром поражает одного из пяти мальчиков и одну из десяти девочек школьного возраста. Этот диагноз был установлен у 11 % детей в возрасте от четырех до семнадцати лет. Часто это нарушение не проходит с возрастом, и у многих взрослых можно наблюдать симптомы СДВГ. В одном исследовании было установлено, что в трети домохозяйств в семьях есть человек, страдающий СДВГ.

Вероятно, в возникновении и развитии синдрома играют роль многие факторы, но я считаю, что одним из важных факторов является избыточное потребление фруктозы. Во-первых, заболеваемость СДВГ стремительно увеличилась за последнее десятилетие параллельно с повышением потребления сахара и напитков, содержащих повышенное количество фруктозы – действительно, заболеваемость СДВГ выше среди людей с избыточным весом или ожирением. Исследование пищевых привычек в семнадцати странах также показало, что импульсивные расстройства, напоминающие СДВГ, а также тревожность и наркотическая и иная зависимость больше всего распространены в странах с самым высоким уровнем потребления сахара.

В исследованиях, проведенных в отдельных странах, также выявили, что лица, потребляющие много сахара, страдают поведенческими отклонениями, напоминающими СДВГ. Например, исследование десятиклассников в Осло показало, что 50 % мальчиков и 20 % девочек, по меньшей мере, один раз в день выпивали бутылку сладкого безалкогольного напитка, а 10 % мальчиков выпивали четыре и более бутылок в день. Когда авторы исследования оценили их поведение на предмет гиперактивности, они обнаружили прямую связь между этими нарушениями и питьем в день одной или больше бутылок содовой воды. Более того, у детей и взрослых с СДВГ в крови обнаруживают высокую концентрацию мочевой кислоты. В одном исследовании определили, что среди детей от трех до пяти лет самый высокий уровень мочевой кислоты в крови коррелирует с наибольшей гиперактивностью, недостатком внимания и неспособностью сдерживать гнев.

В 2019 г. группа французских ученых под руководством Шарлотты ван дер Дриш отметила, что у больных с СДВГ обнаруживаются не только импульсивность и гиперактивность; эти люди демонстрируют исследовательское поведение, причем они могут быстро оценивать ситуацию и делать то, что требуется для успешного добывания еды. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что СДВГ может быть проявлением кормодобывающего поведения, а способность к быстрой оценке ситуации является весьма полезной в условиях недостатка пищи.

Идея о том, что сахар является одной из причин гиперактивности, не нова. В течение нескольких десятилетий родители и школьные учителя связывали гиперактивность детей с потреблением сахара. В одном исследовании продемонстрировали, что 80 % учителей средней школы считали причиной гиперактивности сахар, а 40 % считали, что сахар играет какую-то роль в ее возникновении. Многие из вас, вероятно, сами видели, как дети становятся гиперактивными после того, как наедятся конфет («сахарное возбуждение»), а через час теряют всю свою живость и кураж. В недавнем исследовании испанских подростков это было подтверждено. В ходе исследования детям давали еду с высоким содержанием сахара и низким содержанием клетчатки, а иногда еду с низким содержанием сахара и высоким содержанием клетчатки. После сладкой, сахаристой еды активность детей значительно возрастала в течение первых трех часов, а затем уменьшалась ниже нормального исходного уровня. Наоборот, после употребления в пищу еды с низким содержанием сахара активность оставалась прежней в течение всего периода наблюдения.

Тем не менее в медицинской литературе причинную связь между гиперактивностью и потреблением сахара называют мифом. Причина заключается в том, что ряд исследований, выполненных с детьми в 1980-е и в начале 1990-х гг., не смогли обнаружить, что сахар оказывает какое-то влияние на гиперактивность и сходные поведенческие нарушения. В большинстве этих исследований детям давали сахар в течение короткого времени (либо однократно, либо в течение не более двух-трех недель) и сравнивали эффекты с эффектами от употребления заменителей сахара – аспартама или сахарина.

Думаю, что было весьма проблематично с помощью таких исследований доказать, что сахар и гиперактивность никак между собой не связаны. Во-первых, у детей не измеряли уровень мочевой кислоты в крови. Наши работы показывают, что фруктоза вызывает гиперактивность за счет повышения концентрации в крови мочевой кислоты. Обычно это происходит в течение четырех часов после употребления в пищу фруктозы, что положительно коррелирует с продолжительностью гиперактивности после сладкого. Однако количество образующейся мочевой кислоты в высшей степени вариабельно в зависимости от количества съеденного сахара, от быстроты его приема и от того, привык ли испытуемый к потреблению большого количества сахара за один раз. Более того, при длительном постоянном потреблении сахара уровень мочевой кислоты остается повышенным в течение всего дня, в связи с чем острый ответ в виде выброса мочевой кислоты после потребления сахара в такой ситуации сглаживается. Кроме того, в таких условиях у ребенка (или взрослого) могут иметь место признаки гиперактивности или СДВГ, но значительного усугубления симптоматики после приема сахара не наблюдают. Поскольку ни в одном из ранних исследований не измеряли уровень мочевой кислоты, их трудно однозначно интерпретировать.

Вторая проблема заключается в том, что в тех исследованиях детям давали сахарозу. Как вы уже знаете, сахароза содержит глюкозу и фруктозу. Хотя фруктоза стимулирует кормодобывающее поведение, глюкоза, наоборот, его подавляет: она заглушает чувство голода и усиливает активность мозга, укрепляющую силу воли. Хотя эффекты фруктозы доминируют и определяют исход одновременного потребления фруктозы и глюкозы, как, например, в случае потребления сахарозы или напитков, содержащих повышенное количество фруктозы, в исследованиях способности сахара вызывать СДВГ необходимо изучать не только столовый сахар, но и по отдельности фруктозу и глюкозу[33] и низкогликемические углеводы.

И, наконец, в большинстве исследований не удалось показать индуцированную сахаром гиперактивность, потому что в них сравнивали диету с высоким содержанием сахара с диетой, содержащей искусственные заменители сахара, а не с диетой с низким содержанием сахара. Искусственные заменители сахара не могут быть эталоном сравнения, так как эти вещества тоже стимулируют центры удовольствия в головном мозге, но не обеспечивают организм калориями, и есть данные о том, что это может вызывать чувство неудовлетворенности и возбуждение. Теоретически возбуждение является имитацией некоторых признаков СДВГ, касающихся способности к концентрации внимания или усидчивости, что затрудняет оценку разницы между обеими группами, даже если сахароза вызывает признаки СДВГ.

Я признаю, что мнение о том, что чрезмерное потребление содержащих фруктозу сахаров способствует манифестации СДВГ, основано отчасти на свободных ассоциациях, и здесь необходимо больше прямых доказательств. Тем не менее я все же считаю, что у нас есть основания подозревать, что фруктоза играет роль в возникновении и развитии СДВГ.

Биполярное расстройство

Еще одно расстройство, которое, как я полагаю, отчасти обусловлено фруктозой, – это биполярное расстройство, заболевание, характеризующееся эпизодами маниакального состояния, которые сменяются эпизодами депрессии. Биполярное расстройство широко распространено во всем мире, им страдает 3 % населения США. Маниакальные эпизоды могут сочетаться с гиперактивностью, болтливостью, скачкой идей, отвлекаемостью и импульсивностью, а также со склонностью к насильственному поведению. Действительно, некоторые симптомы перекрываются с симптомами СДВГ. Наоборот, эпизоды депрессии могут быть тяжелыми и сочетаются с неконтролируемым ощущением печали или безнадежности, которое нарушает сон и аппетит и даже может вызывать суицидальные мысли.

Мне представляется возможным, что мания, как и СДВГ, может представлять собой избыточное кормодобывающее поведение в ответ на чрезмерное потребление фруктозосодержащих сахаров или на выработку фруктозы в самом организме. Частота биполярного расстройства тоже возросла параллельно с ростом потребления сахара в течение прошедших пятидесяти лет. В одном, проведенном в США, исследовании было показано, что за период с 1996 по 2004 г. число госпитализаций детей, в связи с этим заболеванием возросло в семь раз, а взрослых – на 56 %. В другом, проведенном в Дании, исследовании было обнаружено более скромное удвоение частоты биполярного расстройства у детей за период с конца девяностых до 2014 г. Хотя некоторое повышение заболеваемости может быть связано с большей осведомленностью о расстройстве и широкой трактовкой диагностических критериев, такое увеличение числа госпитализаций все же позволяет предположить истинный рост заболеваемости.

Ученые также связывают потребление сахара с риском развития биполярного расстройства. Например, в Новой Зеландии было проведено исследование, в котором сравнивали 89 взрослых с диагностированным биполярным расстройством с 445 индивидами того же возраста и пола, не страдающими биполярным расстройством. Лица, страдающие биполярным расстройством, потребляют намного больше сахарозы и углеводов, чем участники контрольной группы. Особенно значительной была разница в потреблении углеводистых напитков, причем лица с биполярным расстройством пили эти напитки не менее трех раз в день, а здоровые в среднем всего один раз в день.

Помимо этого, у лиц с биполярным расстройством часто выявляют повышение содержания мочевой кислоты в крови. Ассоциация между подагрой и манией была замечена в начале XIX в. сэром Альфредом Барингом Гарродом, врачом, который открыл, что причиной подагры является высокое содержание мочевой кислоты в крови. Уровень мочевой кислоты – и это характерно – повышается в маниакальной фазе. Литий – главное средство лечения биполярного расстройства в 1940-е гг. и до сих пор используемое в практике – был вначале внедрен в клиническую медицину как средство лечения подагры, так как он снижает концентрацию мочевой кислоты в крови, поскольку стимулирует выведение кислоты из организма с мочой. Именно на фоне этого применения было обнаружено, что литий может смягчать остроту приступов маниакального состояния. С тех пор некоторые ученые высказывали догадку о том, что в патогенезе биполярного расстройства участвует мочевая кислота, и, действительно, были проведены клинические испытания, целью которых было определить, может ли назначение аллопуринола (лекарства, снижающего концентрацию мочевой кислоты в крови) оказаться полезным в качестве дополнительного к литию или иным средствам способом лечения биполярного расстройства. Интересно, что в некоторых из этих исследований польза аллопуринола была подтверждена.

Одним из особенно интересных фактов явилось открытие того, что у больных с биполярным расстройством фруктоза синтезируется в головном мозге. Именно исследование спинномозговой жидкости этих пациентов показало, что в ней повышена концентрация фруктозы, а кроме того, обнаруживается сорбитол, вещество, из которого в ходе полиольного пути образуется фруктоза. Кроме того, при патологоанатомическом исследовании умерших было обнаружено, что в мозге больных с биполярным расстройством концентрация фруктозы выше, чем в мозге людей, не страдавших при жизни биполярным расстройством.

В то время как легко рассуждать о том, как фруктоза способствует проявлению симптомов мании, очень мало известно о том, каким образом может фруктоза влиять на течение депрессии или на переходы от мании к депрессии и обратно, которые характерны для биполярного расстройства. Можно думать, что здесь дело в изменениях энергии, которые сопровождают колебания в содержании АТФ, колебания, вызываемые повторными массивными экспозициями к фруктозе. Понятно, что необходимы дополнительные исследования, особенно если мы хотим перейти от предположений к подлинным причинно-следственным связям. Но, однако, возможность участия фруктозы в возникновении и становлении биполярного расстройства надо учитывать.

Агрессия

Насильственное поведение часто сочетается с импульсивностью, поэтому существует возможность того, что иногда агрессия может запускаться избыточным потреблением фруктозы; эту вероятность не следует отбрасывать.

Потребление сладких безалкогольных напитков сочетается с агрессивным поведением в отношении сверстников, членов семьи и половых партнеров. Например, избыточное потребление сахара в детстве связано с агрессивным поведением в подростковом возрасте. В одном исследовании в течение более двадцати пяти лет наблюдали 17 тысяч человек в возрасте от десяти до тридцати пяти лет. Почти для 70 % из тех, для кого было характерно насильственное поведение, было типичным значительное потребление сладостей и сладких безалкогольных напитков в день в возрасте 10 лет; для сравнения: в то же время доля потребителей сладостей оставляла всего 40 % среди тех, кто был не склонен к насилию. В другом исследовании было показано, что среди тех, кто выпивал в неделю больше пяти бутылок сладких напитков, была более высокой вероятность постоянного ношения при себе огнестрельного оружия. С агрессивным поведением также связан более высокий уровень мочевой кислоты в крови. В одном исследовании с участием 106 человек, госпитализированных после совершения насильственных преступлений, установили, что уровень концентрации мочевой кислоты был намного выше в крови тех, кто был более склонен к насильственным действиям, в сравнении с теми, кто совершил в прошлом меньше нападений.

Конечно, эти исследования лишь указывают на возможность по ассоциациям, а те ничего не доказывают в плане причинно-следственной связи. Например, вполне возможно, что избыточное потребление сахара и агрессивное поведение являются результатом низкого социально-экономического статуса, так как оба явления типичны для бедных слоев населения. Однако мы можем получить некоторые косвенные доказательства, если обратимся к природе – в частности, если обратим внимание на муравьев. В колонии муравьев за поиск и доставку пищи отвечают рабочие муравьи; причем некоторые в поисках источника пищи удаляются от муравейника на сто и больше футов. Они ищут, находят и приносят в муравейник медвяную росу (содержащую сахарозу жидкость, продуцируемую тлями) и нектар (также богатый сахарозой), а также насекомых (источник белка). Однако сами эти фуражиры в основном питаются сахарозой, и экспериментальные исследования показали, что кормодобывающая деятельность муравьев и уровень их агрессии положительно коррелируют с потреблением сахара. В одном исследовании муравьев разделили на три группы: всех муравьев кормили свежезамороженными сверчками, но давали разное питье. Муравьи первой группы пили чистую воду, второй – 2 %-ный раствор сахарозы, третьей – 20 %-ный раствор. Через 12 недель муравьи второй группы были более активны и агрессивны, чем муравьи первой группы; они часто угрожали, а иногда и нападали на новых муравьев, появлявшихся в их ареале обитания. Муравьи, пившие 20 %-ный раствор сахарозы, тоже вели себя агрессивно с пришельцами, как и те муравьи, которые получали меньше сахарозы (хотя муравьи третьей группы были не более агрессивны, чем муравьи второй). Одно из возможных объяснений: муравьи, получавшие 20 %-ный раствор набирали больше жира и становились менее активными, хотя и более активными, чем муравьи, получавшие чистую воду[34].

Так же, как и при других обсужденных выше поведенческих расстройствах, нужны дополнительные исследования, чтобы уточнить роль фруктозы в возникновении агрессивного поведения. Это особенно важно в свете нарастания числа насильственных преступлений, в том числе стрельбы в школах и других общественных местах. Правда, надо оговориться, что эти преступления имеют множество социальных, экономических и генетических причин, и поэтому сводить все к диете было бы неправильно.

Когнитивные способности и деменция

Еще одна тема для обсуждения: может ли фруктоза и непрерывная активация переключения в режим выживания играть какую-то роль в нарушениях когнитивных способностей.

Одной из болезней, сильнее других пугающей наше общество, – это болезнь Альцгеймера, самая частая причина деменции и в настоящее время шестая по значимости причина смерти. Болезнь Альцгеймера – это приводящий к тяжелейшей инвалидности недуг, для которого сейчас нет средств лечения. Болезнь характеризуется прогрессирующей гибелью нейронов и атрофией головного мозга на фоне образования в нем бляшек, богатых бета-амилоидом (белком особого типа), замещающих нервные клетки, и накопления в пространстве между нейронами еще одного белка – тау-белка. Болезнь обычно начинается с ухудшения кратковременной памяти и в течение нескольких лет прогрессирует до полной деменции.

Большинство ученых считает, что мы смогли бы предотвратить деменцию, если бы сумели блокировать отложение бета-амилоида и накопление тау-белка. Однако несколько типов лечения, которые предупреждают образование бета-амилоида, оказались безуспешными, что поставило вопрос о том, на самом ли деле причиной болезни является образование бляшек. Начались поиски других возможных объяснений.

Многие ученые обратили внимание на то, что на ранних стадиях болезни Альцгеймера у пациентов проявляются два признака. Во-первых, в мозге пациентов находят участки, где снижены захват и метаболизм глюкозы, что дало повод некоторым специалистам назвать болезнь Альцгеймера «сахарным диабетом головного мозга» или «диабетом 3-го типа». Во-вторых, уменьшается как количество энергетических станций мозговых нейронов, так и их производительность, что приводит к снижению синтеза АТФ. Обе эти находки позволяют предположить, что и здесь не обошлось без переключения в режим выживания.

Действительно, к факторам риска болезни Альцгеймера относят избыточное потребление продуктов, которые способствуют переключению в режим выживания, таких как сахар, углеводы с высоким гликемическим индексом и соль. Такие заболевания, как ожирение и сахарный диабет, также сочетаются с высоким риском развития болезни Альцгеймера. Если фруктоза является главной причиной ожирения и сахарного диабета, а они, в свою очередь, определяют высокий риск заболевания болезнью Альцгеймера, то разумно предположить, что фруктоза и сама является причиной и болезни Альцгеймера.

Экспериментальные исследования также поддерживают идею о связи между сахаром и когнитивными способностями. Например, у лабораторных крыс, которые получают сахаристые напитки, происходит нарушение мышления. Один из моих коллег, физиолог Кирон Руни, давал крысам 10 %-ный раствор сахарозы. Эта концентрация близка к концентрации сахаров в сладких безалкогольных напитках. Он поил крыс этим раствором два часа в день в течение одного месяца. Крысы, находившиеся на таком рационе, стали с большим трудом находить выход из лабиринта. Еще более тревожно то, что эти нарушения сохранялись в течение шести недель поле того, как крысы переставали получать сладкий раствор. Точно так же дети, потребляющие много сладких газированных напитков, демонстрируют неважные успехи в чтении, письме, грамматике и математике.

Эти исследования позволяют предположить, что потребление сладких безалкогольных напитков влияет на когнитивные способности и этот эффект может длительно сохраняться. Но все это не обязательно свидетельствует о том, что сахароза может быть причиной деменции. Даже данные о том, что питье таких напитков один или два раза в день связано с ухудшением эпизодической памяти (припоминание событий или переживаний прошлого) или уменьшением объема головного мозга, не могут считаться доказательствами.

Но тем не менее число свидетельств в пользу того, что между потреблением фруктозы и болезнью Альцгеймера есть связь, продолжает расти. В мозге пациентов с болезнью Альцгеймера обнаруживают повышенную концентрацию фруктозы, причем концентрация эта в 4–6 раз превышает концентрацию в мозге людей того же пола и возраста, но не страдавших болезнью Альцгеймера. Наибольшее повышение концентрации отмечалось в тех областях мозга, которые в наибольшей степени поражаются классическими морфологическими признаками болезни. Есть также данные о том, что эта фруктоза была синтезирована в головном мозге пациента за счет активации полиольного пути. Так же, как и при биполярном расстройстве, в тех же участках в большом количестве обнаруживается сорбитол, предшественник фруктозы. Как мы знаем, фруктоза после своего образования запускает переключение в режим выживания, уменьшая количество АТФ в клетках. В мозге больного с болезнью Альцгеймера приблизительно вдвое повышена активность фермента, отвечающего за «вымывание АМФ», из которого снова ресинтезируется АТФ. Этого повышения не наблюдают в головном мозге людей соответствующего возраста, не страдавших болезнью Альцгеймера.

Я считаю, что фруктоза следующим образом приводит к возникновению болезни Альцгеймера: вспомним, что активация переключения в режим выживания защищает мозг в случаях, когда пища становится недоступной; организм частично блокирует поглощение глюкозы мышцами и печенью, чтобы сберечь глюкозу для мозга. Переключение достигает этого эффекта путем блокирования действия инсулина, так как мышцам и печени для использования глюкозы в качестве топлива необходим инсулин, в то время как мозг не нуждается в инсулине для сжигания глюкозы. Есть, правда, и исключения из этого правила: участки мозга, отвечающие за память и принятие решений, используют инсулин для поглощения нервными клетками глюкозы[35]. Исследования, проведенные Фернандо Гомес-Пинильей, нейрофизиологом из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, продемонстрировали, что у крыс, получающих фруктозу, эти участки перестают реагировать на инсулин, что приводит к снижению потребления этими клетками глюкозы в качестве источника энергии. На самом деле фруктоза может вызвать инсулинорезистентность не только в мышцах и печени (состояние, которое мы называем предиабетом), но и в ключевых областях головного мозга, связанных с памятью, и, вероятно, это может быть главной причиной болезни Альцгеймера.

Фруктоза может блокировать действие инсулина не только в мышцах и печени, но также и в головном мозге, и именно это, может быть, является основной причиной болезни Альцгеймера.

Но какой прок для выживания в ограничении доступа глюкозы в эти специфические области головного мозга? Как мы видели, импульсивность и поисковое поведение являются отличительными признаками кормодобывающего поведения вообще. Животное с нарушением памяти будет обладать большим желанием обследовать опасную область (потому что не помнит об опасностях, которые могут ему там угрожать), а животное с нарушенной способностью к принятию решений будет вести себя более импульсивно. Таким образом, представляется вполне разумным, что способность фруктозы вызывать инсулинорезистентность в этих областях мозга является реакцией, нацеленной на выживание.

Поначалу подавление функции кратковременной памяти, за которую отвечают эти участки мозга, приводит к активации переключения в режим выживания, что дает некоторые преимущества, но при повторяющейся или хронической стимуляции все это может привести к повреждению мозга. Хроническое снижение потребления глюкозы этими ценными нейронами может в конечном счете привести к их голоданию и необратимому повреждению. Это отрицательное воздействие усиливается окислительным стрессом, который метаболизм фруктозы индуцирует в митохондриях, что ожидаемо приводит к подавлению синтеза АТФ. Когда уровень внутриклеточного АТФ снижается в достаточной степени, нейрон погибает. Результатом является болезнь Альцгеймера. Согласно такому взгляду, последующие изменения в мозге, такие как накопление амилоида и тау-белка, являются вторичными, а первичной причиной болезни Альцгеймера является хроническая активация переключения в режим выживания.

Парадоксы мочевой кислоты

Если метаболизм фруктозы играет какую-то роль в патогенезе болезни Альцгеймера, то логично было предположить, что и повышение концентрации мочевой кислоты в крови тоже является фактором риска, так как мочевая кислота – это продукт метаболизма фруктозы. Эта идея подтверждается двумя исследованиями, проведенными на Тайване и в США, когда было обнаружено, что люди, принимающие лекарства, которые снижают уровень мочевой кислоты, имеют значимо более низкий риск заболеть деменцией.

Есть специалисты, которые считают, что мочевая кислота не является предиктором деменции, а скорее, признаком гениальности и способности к достижениям. В написанном в 1955 г. письме в журнал Science металлург и физик Игон Орован заметил, что мочевая кислота похожа по структуре на кофеин и, возможно, оказывает стимулирующее воздействие на мозг. Орован предположил, что люди так далеко обогнали в умственном развитии все другие виды, потому что у людей был утрачен ген уриказы; последовавшее за этой мутацией повышение концентрации мочевой кислоты в крови, как он предположил, оказало положительное воздействие на функции мозга. Есть также отдельные сообщения о том, что многие выдающиеся личности страдали подагрой, включая мореплавателей (Христофор Колумб), правителей (Александр Великий, королева Виктория), художники (Микеланджело, Питер Пауль Рубенс), композиторы (Людвиг ван Бетховен), писатели (Чарльз Диккенс, Гете), изобретатели (Бенджамин Франклин, Леонардо да Винчи) и ученые (Исаак Ньютон, Галилей). Наблюдения такого рода стали толчком к проведению исследований на тему о том, связан ли высокий уровень мочевой кислоты с высокой интеллектуальностью. Все эти исследования дали отрицательные результаты – высокий уровень мочевой кислоты не означает, что его носитель умнее других людей.

Однако результаты некоторых исследований позволяли тем не менее утверждать, что люди с повышенным уровнем мочевой кислоты лучше других сдают экзамены и добиваются многого (надо, однако, помнить, что высокие достижения и интеллект – это немного разные вещи). В одном из исследований было обнаружено, что у лучших учеников одной средней школы уровень мочевой кислоты в крови выше, чем у остальных; они получали более высокие оценки, чем те, которых можно было ожидать, исходя из их IQ, и с большей вероятностью поступали в колледж. Они были уверены в себе, встречались с представителями противоположного пола и больше развлекались. В другом исследовании приняли участие свыше пятидесяти преподавателей университета, их оценивали в очень широком диапазоне: мотивации, достижения, лидерские качества; в этом случае высокий уровень мочевой кислоты в крови оказался мощным предиктором этих качеств независимо от потребления алкоголя, кофеина, от длительности ночного сна и веса тела. В других исследованиях также была подтверждена идея о том, что высокий уровень мочевой кислоты говорит о высокой вероятности стать успешным человеком, хотя некоторые исследователи считают такую связь статистически недостоверной.

Хотя это может показаться парадоксом, я подозреваю, что связь мочевой кислоты с достижениями, с одной стороны, и с деменцией, с другой, может отражать степень, в которой осуществляется переключение в режим выживания, а также разницу в длительности воздействия. Некоторые признаки кормодобывающего поведения, например, короткое время реакции, открытость и умеренное желание рисковать, могут принести пользу в школе и являются предикторами успешной учебы. Исследовательское поведение и тяга к новизне могут подстегнуть творчество. Однако со временем это поведение может выродиться в патологическое состояние – в СДВГ или болезнь Альцгеймера. Поэтому я не считаю повышенный уровень мочевой кислоты преимуществом, по крайней мере, долговременным.

Другой парадокс заключается в том, что, хотя для людей с высоким уровнем мочевой кислоты характерна высокая степень риска развития деменции, тем не менее, когда деменция действительно развивается, уровень мочевой кислоты, как правило, оказывается низким. Это понять немного легче, так как во многих исследованиях было показано, что за несколько месяцев до установления диагноза пациенты значительно теряют в весе. Так как концентрация мочевой кислоты в крови в значительной степени определяется потреблением пищи, то следует ожидать, что у этих пациентов вследствие недоедания к моменту установления диагноза уровень мочевой кислоты окажется низким.

Есть и еще один парадокс мочевой кислоты, который стоит рассмотреть. Хотя повышение уровня мочевой кислоты в крови является предиктором инсульта и деменции, есть данные, которые, на первый взгляд, противоречат здравому смыслу, данные, согласно которым введение мочевой кислоты после случившегося инсульта помогает предупредить расширение очага поражения. Это говорит о том, что мочевая кислота может быть полезной в критических ситуациях. Некоторые исследования дают основания полагать, что мочевая кислота может блокировать окислительный стресс в области инсульта. (Мочевая кислота – уникальная молекула, так как блокирует окислительный стресс, находясь вне клетки, несмотря на то что при проникновении в клетку она его вызывает.) Однако на основании моих исследований мочевой кислоты я подозреваю, что ее благотворное действие, скорее всего, определяется ее ролью в стимуляции защитных признаков переключения в режим выживания, например, в снижении потребности мозга в кислороде.

В последнее время растет интерес к роли фруктозы, углеводов и мочевой кислоты в регуляции функций головного мозга. Один из ведущих специалистов в этой области, Дэвид Перльмуттер, известный невролог и автор книг «Еда и мозг»[36] (Grain Brain) и «Обезвредить кислоту»[37] (Drop Acid), много пишет о той роли, какую углеводы и сахар могут играть в возникновении деменции, а также об эффектах фруктозы и мочевой кислоты. Другой специалист – это Уильям Уилсон, семейный врач, который на основании своего огромного клинического опыта убедился в том, что сахаристая пища и высокогликемические углеводы играют большую роль в возникновении многих поведенческих расстройств, в том числе депрессии, СДВГ и тревожных расстройств, которые он вкупе называет «КАРБ-синдромом» (Carbohydrate-Associated Reversible Brain syndrome)[38]. Уилсон убежден, что сокращение потребления сахара (содержащего фруктозу) и углеводов с высоким гликемическим индексом (которые могут отщеплять фруктозу) может привести к снижению заболеваемости этими расстройствами. Следующим шагом должно стать проведение клинических испытаний для проверки его гипотезы.

Из двух последних глав вырисовывается отчетливая закономерность. В то время как активация переключения в режим выживания является благотворной в моменты временного кризиса, при его постоянном, хроническом или избыточном действии дело может кончиться серьезными медицинскими проблемами. Пока мы придерживаемся диеты, включающей фрукты и время от времени меда, особенно в сезон, то нам едва ли угрожает ожирение или сопутствующие ему болезни. Неприятности начинаются, когда мы включаем в диету регулярное потребление продуктов, активирующих переключение в режим выживания (такие как сахар, высокогликемические углеводы и соль), и едим их круглый год. В этом случае мы начинаем постоянно пребывать в режиме выживания, повышая шанс заболеть ожирением и многими другими неинфекционными болезнями.

Когда переключение заходит слишком далеко, мы уже не просто набираем вес. Возникает множество болезней. Стимуляция накопления жира приводит к ожирению, повышению концентрации триглицеридов в крови, ожирению печени; инсулинорезистентность выливается в сахарный диабет 2-го типа и болезнь Альцгеймера. Повышение артериального давления ведет к стойкой гипертонии и ее осложнениям – инсульту и сердечной недостаточности, а вялотекущее воспаление становится причиной ишемической болезни сердца. Кормодобывающее поведение приводит к поведенческим расстройствам, а фруктоза, поступающая из алкоголя, повышает риск алкоголизма. И, наконец, способность фруктозы защищать нас в условиях недостатка кислорода используется злокачественными опухолями для интенсивного роста и метастазирования.

Сегодня это самые распространенные болезни в нашем обществе. Как врач, я поражен, насколько много страдающих ими пациентов заполняют палаты больниц. У многих пациентов больше чем одно из этих заболеваний, и их описывают загадочными аббревиатурами (51 г., СД2, ГБ, НЖПП, ИБС и ОНМК в анамнезе, поступил с ИМ[39]), которые звучат зловещей абракадаброй, но для нас это повседневная обыденность, привычный жаргон. Очень немногие догадываются, что все эти болезни являются частями одной эпидемии, имеющей единую коренную причину.

Хорошая новость заключается в том, что у нас есть веские основания считать, что активация режима выживания является первичной причиной всех этих болезней и – благодаря исследованиям нашей и многих других групп – мы теперь знаем, как предупредить это переключение и как его остановить, если оно уже активировалось. Обсуждению этих методов посвящены последние главы.

Часть III

Перехитрить природу!

Глава 8. Разъяснение роли сахара в диете

Как общество, мы потребляем много сахара. Исследование более 85 000 фасованных продуктов показало, что в 68 % из них есть фруктоза, глюкоза или комбинированные фруктозо-глюкозные подсластители, содержащие достаточно много калорий. По данным Американской кардиологической ассоциации, в средне, каждый человек потребляет в день эквивалент 22 чайных ложек добавленного сахара, что составляет 15–20 % суточного калоража. Бедные слои населения и меньшинства потребляют сахара еще больше (из-за дешевизны продуктов, содержащих добавленный сахар); то же самое касается подростков и молодых взрослых. У некоторых людей четверть или более их пищевого рациона составляют добавленные сахара.

Многие медицинские эксперты рекомендуют сократить потребление добавленных сахаров. Американская кардиологическая ассоциация рекомендует женщинам потреблять в день не более 6 чайных ложек (25 г, или 100 калорий), а мужчинам не более 9 чайных ложек (37 г, или 150 калорий) сиропов с повышенным содержанием фруктозы или сахарозы. Требования Всемирной организации здравоохранения еще строже. ВОЗ предлагает уменьшить потребление как добавленных, так и природных сахаров (содержащихся в меде и фруктах) до менее 5 % общего калоража (около 7 чайных ложек при общем суточном калораже пищи 2200 калорий). Эти и другие рекомендации медицинских и общественных сообществ сопровождаются политическими попытками урегулировать потребление сахара с помощью налогов или запрета сахаристых напитков в школах, а также попыток просвещать население. В какой-то степени этот подход работает. Например, потребление сладких безалкогольных напитков неуклонно снижается с 2005 г. Но понятно, что впереди еще долгий путь.

Учитывая важность сокращения потребления фруктозы для нашего здоровья, надо в первую очередь разобраться, в каких формах она поступает на рынок и как распознать ее в пище, которую мы едим. Однако более общая цель этой главы заключается в том, чтобы на основе научных знаний понять, как свести к минимуму влияние на организм фруктозы, которую мы едим, и как ответить на некоторые вопросы, разобраться с заблуждениями и противоречиями, которые на каждом шагу встречаются в литературе, посвященной сахару.

Типы сахара и умение читать этикетки с питательной ценностью

Первым шагом на пути к сокращению количества съедаемого сахара является знание того, как определить количество сахара, которое мы реально съедаем сейчас. Для этого надо распознавать различные типы сахара, добавляемого к пище, и понимать, чем они отличаются друг от друга. Начнем с рассказа о том, как это делается.

Практически все сахара могут стать причиной ожирения. Сюда относятся сахара, содержащие исключительно фруктозу, сахара, содержащие смесь фруктозы и глюкозы, и сахара, содержащие исключительно глюкозу (которая, как мы уже видели, может в организме превращаться во фруктозу). Есть, правда, одно исключение: молочный сахар, лактоза, основной сахар, содержащийся в молоке. В лактозе отсутствует фруктоза, и, хотя она содержит глюкозу (наряду с другим сахаром, галактозой), лактоза не грозит нам ожирением.

Администрация по контролю за продуктами питания и лекарствами недавно поменяла стандарты «Маркировки продуктов питания», которые приводятся на этикетках фасованных продуктов, дополнив эту справку пунктами об общем содержании сахаров и о содержании добавленных сахаров в каждой порции данного продукта. Общее содержание сахара, как явствует из названия, относится ко всем сахарам, которые присутствуют в продукте, и может включать безвредные сахара, такие как лактоза молока, и поэтому важнее ознакомиться с содержанием добавленных сахаров. Количество добавленных сахаров приводится в граммах и в процентах от рекомендованного верхнего предела суточной порции, которая определяется администрацией как 50 г (200 калорий) или 10 % от суточного калоража 2000 калорий. Однако сахара фруктовых соков или концентратов, фруктовых джемов и желе, соусов (например, яблочного соуса) или чистых фруктовых соков, а также сахара, присутствующие в меде, не считаются добавленными сахарами. Итак, когда вы покупаете продукты, содержащие мед или фруктовые концентраты, стоит поинтересоваться общим содержанием сахара.

Посмотреть на содержание добавленных сахаров – это быстрый и легкий способ определить, сколько сиропа с повышенным содержанием фруктозы и сахарозы содержится в данном продукте, но полезно также знать различные названия многих сахаров, которые мы едим, и какой тип сахара они представляют. Например, существует много различных типов (и названий) сахарозы (столового сахара), в том числе рафинированная сахароза (сахарная пудра, сахар-песок, гранулированный сахар, кондитерский сахар, порошковый сахар), частично очищенный сахар (карамель, коричневый сахар, патока, меласса, неочищенный тростниковый сахар, турбинадо, демерара, нерафинированный сахар, тростниковый сироп, паноча, панелла, пилочилло) и сахароза из других источников (кленовый сахар, пальмовый сахар, финиковый сахар, сахар сорго, кокосовый сахар).

Некоторые высказывают мнение о том, что менее очищенные сахара, такие как коричневый сахар, являются менее вредными, так как, возможно, содержат вещества, ослабляющие вредное влияние сахара. Доказательств этому практически нет, поэтому я рекомендую считать все формы сахарозы одинаковыми по их биологическому действию; их потребление тоже стоит сократить.

Знание содержание сахара в различных продуктах – неплохой старт, но есть и многое другое, чтобы свести к минимуму потребление фруктозы и ее воздействие на наш организм, нежели просто читать этикетки и выбирать продукты с меньшим количеством добавленных сахаров. Давайте попытаемся лучше понять отдельные нюансы фруктозы: как можно использовать научные данные, с которыми мы уже ознакомились, для того чтобы принять обоснованное решение о том, какой сахар нам следует потреблять, и как делать это наилучшим образом.

Вопрос 1: нужно ли нам подсчитывать содержание сахара (в особенности фруктозы) во фруктах и овощах?

Все фрукты, как правило, считаются здоровыми, их часто рекомендуют для здорового питания, но многие их них содержат фруктозу (да, и овощи тоже!). Более того, многие животные едят фрукты для того, чтобы активировать переключение в режим выживания. По видимости, это звучит так, будто фрукты вообще очень вредны.

Для того чтобы получить ответ, нам надо внимательнее присмотреться к биологическим механизмам, за счет которых фруктоза активирует переключение.

Если речь идет о прибавке в весе от употребления фруктозы, то все это действие разворачивается в печени. Когда активируется переключение в печени, оно оказывает влияние на все аспекты метаболического синдрома, в том числе отложение жира на животе, предиабет и ожирение печени. Как мы уже знаем, печень не контролирует тягу к сахару, она определяется метаболизмом фруктозы в головном мозге и кишечнике. Однако, когда речь идет о прибавке в весе и остальных негативных эффектах переключения в режим выживания, главным местом действия является печень.

Мы знаем, что печень является главным дирижером, потому что нашей группой были проведены исследования, в ходе которых мы целенаправленно блокировали действие фруктокиназы, фермента, который перерабатывает фруктозу, причем только в печени. Мы обнаружили, что если блокировать действие фруктокиназы печени, то у животных, которых кормили фруктозой, не наблюдалась прибавка в весе, так как ее потребление они компенсировали потреблением иных видов пищи. У этих животных фруктоза не вызывала чувства голода, как это происходит в норме, и у них не развивалась резистентность к действию лептина, поэтому не происходило увеличения веса. Мыши не накапливали жир в жировой ткани или в печени, у них не развивался предиабет.

Это означает, что для того, чтобы предупредить ожирение и метаболический синдром, надо свести к минимуму количество фруктозы, подвергающейся метаболизму в печени. Это важно, если мы оцениваем количество фруктозы в нашем рационе. Чем меньше фруктозы мы съедаем, тем меньше фруктозы подвергнется метаболизму в печени. Но здесь есть один нюанс.

Когда мы едим фруктозу, небольшое ее количество, прежде чем попасть в печень, подвергается метаболизму в кишечнике. Эта часть, которая обычно весит 4–5 г, расщепляется как любой другой источник калорий и – надо это особо отметить – не активирует переключения. Действительно, кишечник служит нам щитом. Это означает, что нам не стоит опасаться употребления в пищу продуктов, содержащих небольшое количество фруктозы – например, морковь, сладкий горошек, тыквенные и другие овощи.

Для профилактики ожирения и метаболического синдрома надо уменьшить количество фруктозы, подвергающейся метаболизму в печени.

Фрукты в этом отношении немного отличаются от овощей. В них содержится больше фруктозы, поэтому, хотя часть ее подвергается превращениям в кишечнике, все же какая-то ее часть попадает и в печень, в особенности это касается фруктов, которые содержат 8 и более граммов фруктозы (см. таблицу далее). Однако цельные фрукты содержат вещества, которые могут блокировать действие фруктозы, такие, например, как витамин C[40], некоторые растительные соединения, известные под названием флавоноиды[41], а также калий[42] и клетчатка. Например, киви содержит мало фруктозы, но зато богат витамином C. Черника и клубника особенно богаты флавоноидами. Вишня содержит дополнительные вещества, способствующие снижению уровня мочевой кислоты. Многие фрукты, как и овощи, богаты растворимой клетчаткой, которая может предотвратить или замедлить всасывание фруктозы, а следовательно замедлить и ее метаболизм.

Тем не менее я рекомендую ограничивать потребление фруктов с высоким содержанием фруктозы (больше 8 г); возможно, следует за один раз съедать половину или выбирать фрукты с низким содержанием фруктозы. Например, я очень экономно ем инжир, так как из всех фруктов он содержит наибольшее количество фруктозы. В одной чашке инжира фруктозы содержится столько же, сколько в 300-граммовой порции безалкогольного напитка. Вспомним роль, которую играл инжир и его исчезновение в жизни наших далеких предков. Инжир высоко ценился в древности как еда для выживания; например, некоторые кочующие бедуины носят «инжирные ожерелья», когда пересекают пустыни.

Большинство сухофруктов следует считать полным аналогом сладостей и есть их очень понемногу. Сухофрукты богаты фруктозой, а в процессе высушивания разрушаются многие вещества, которые, присутствуя в свежих фруктах, ослабляют эффекты фруктозы. Например, свежая клюква содержит очень мало фруктозы, но треть чашки сушеной клюквы может содержать до 25 г сахара. И, конечно, часто клюкву подают с сахаром, чтобы ослабить кислый вкус.

Между нами и животными имеет место большая разница в способе потребления фруктов. Животные стараются активировать переключение в режим выживания. В дикой природе они предпочитают спелые плоды, и давайте вспомним, что, когда плод созревает, количество фруктозы в нем увеличивается, а содержание витамина C снижается. Мы обычно любим кислые фрукты. При этом многие из нас съедают за один присест один или два плода или одну-две порции фруктов. Животные за один раз потребляют много фруктов, получая большое количество фруктозы. Например, гризли за один день съедает сто тысяч буйволовых ягод – это намного больше, чем съедаем мы.

Роль фруктов мы оценили совместно с Магдаленой Мадеро, заведующей отделом нефрологии Национального института кардиологии в Мехико. Она провела клиническое испытание, в ходе которого назначила диету с низким содержанием фруктозы двум группам страдающих ожирением женщин, чтобы выяснить, как это повлияет на потерю веса. Женщинам обеих групп не позволялось пить сладкие напитки, фруктовые соки и сахаристую пищу в сочетании с низкокалорийной диетой. Женщинам одной из групп при этом разрешили есть цельные фрукты. Таким образом, испытуемые этой группы получали умеренное количество фруктозы. В конце исследование снижение веса отметили в обеих группах (женщины, употреблявшие в пищу фрукты, худели более успешно!); кроме того, сгладились симптомы метаболического синдрома. Мы считаем, что в группе, употреблявшей в пищу фрукты, благотворное влияние их перевешивало риск от приема того небольшого количества фруктозы, которая содержится во фруктах.

Хотя нам следует включать в диету цельные фрукты, я все же рекомендую ограничить потребление фруктовых соков, смузи и фруктовых напитков. Все эти напитки, как правило, сделаны из смеси фруктов, и поэтому общее содержание фруктозы в них выше. В процессе приготовления большинства соков удаляется большая часть клетчатки. Проведенные исследования показывают, что питье фруктовых напитков (куда часто добавляют сахар) и в меньшей степени натуральных фруктовых соков повышает риск развития ожирения и сахарного диабета. Это в особенности относится к детям; такие данные заставили Американское общество педиатров рекомендовать детям моложе 6 шести лет не пить в день больше 180 мл сока, а детям более старшего возраста больше 240–360 мл. Лично я бы ограничил употребление соков еще строже.

Вывод: можно считать, что во фруктах фруктоза отсутствует. Ешьте свежие плоды, но ограничьте количество фруктозы при еде или перекусе 8 г. Сухофрукты, готовая пища с фруктами, джемы и желе, а также соки могут содержать очень много фруктозы. Хотя «яблочко на ужин – и доктор не нужен», но если в день – пять, вы в приемной опять.

Вопрос 2: есть ли разница между потреблением добавленных сахаров в напитках и их потреблением с пищей?

Другими словами, есть ли разница между употреблением в пищу конфеток со сладким желе, в котором содержится 20 г сиропа с высоким содержанием фруктозы, и питьем газированной воды, в стакане которой содержатся те же 20 г фруктозы с сахарозой?

Если бы активация переключения в режим выживания зависела просто от калорий, то эффект сиропа, содержащегося в конфете, был бы таким же, как эффект того же сиропа в напитке. Но, к сожалению, все не так просто. Питье сладких напитков часто оказывается намного вреднее, чем съедание конфет. Как такое может быть?

Переключение в режим выживания запускается падением количества АТФ в клетках печени, и, таким образом, все дело в том, как много фруктозы попадет в печень. Если в печени оказывается много фруктозы, то снижение уровня АТФ становится выраженным, и переключение запускается на полные обороты. Если же в печень попадает мало фруктозы, то метаболический эффект окажется слабее. Это означает, что, хотя мы и говорили об этом процессе как о состоянии, которое может находиться в двух дискретных режимах – «включено» и «выключено», – на самом деле изменение бывает и постепенным, и темп переключения зависит от конкретной ситуации.

Другими словами, печень реагирует не на абсолютное количество поступившей в нее фруктозы, а на ее концентрацию. Если фруктоза поступает медленно, то ее концентрация, естественно, будет ниже, чем если она поступит в печень вся сразу.

Именно в этом кроется причина того, что сладкие напитки активируют переключение легче, чем твердый сахар. Напитки содержат много сахара (например, в 600 мл газированной сладкой воды содержится около 17 чайных ложек сиропа с повышенным содержанием фруктозы, из этого количества 9 чайных ложек – это фруктоза). Кроме того, напитки, обычно выпиваются в течение считанных минут, а так как они жидкие, то практически не нуждаются в переваривании. Следовательно, глюкоза и фруктоза просто затапливают печень. Напротив, твердую пищу, содержащую сахар, надо сначала переварить, а, значит, на путь сахара до печени уйдет больше времени. (В этом одна из причин того, что фрукты не запускают переключения в режим выживания: наличие клетчатки замедляет всасывание сахара). Таким образом, фруктоза твердой пищи достигает печени медленнее, и переключение происходит в меньшей степени.

Питье растворов сахара часто оказывается вреднее, чем употребление такого же его количества в твердом виде, потому что печень реагирует на концентрацию поступающей в печень фруктозы, а не на ее общее количество.

Экспериментальное исследование, проведенное нутрициологом и генетиком Джоном Спикменом, подтвердило, что мыши, которым давали раствор сахара, жирели быстрее и в большей степени, чем мыши, поедавшие сахар в твердом виде. Также в клинических исследованиях сравнивали потребление жидких растворов сахара (в виде газированных и других напитков) с потреблением сахара в твердом виде (в сладостях и десертах) у людей, и в каждом случае оказывалось, что растворы сахаров с большей вероятностью вызывали ожирение и/или предиабет. В ходе одного исследования молодые испытуемые, разделенные на две группы, либо пили по 250 мл сладких напитков в день, либо ели сладости с эквивалентным содержанием сахара в течение четырех недель. Еще через четыре недели, после периода «вымывания», в течение которого испытуемые питались, как обычно, группы поменяли местами: те, кто до этого ел сладкие десерты, стали пить сладкие напитки, и наоборот – снова в течение четырех недель. В конце исследования выяснилось, что испытуемые, пившие напитки, получали на 17 % больше калорий, чем когда они ели сладкие десерты. Через четыре недели потребления испытуемые весили больше и накапливали больше жира, чем в начале исследования. Наоборот, те, кто ел десерты, в весе не прибавляли.

Хотя жидкие растворы сахаров с большей вероятностью вызывают ожирение, чем твердый сахар, имеет значение и скорость, с какой пьют сладкие напитки. Чтобы продемонстрировать это, наш сотрудник Мехмет Канбай из Стамбульского университета, давал добровольцам яблочный сок, содержание фруктозы в котором эквивалентно ее содержанию в сладких безалкогольных напитках. Половина испытуемых выпивала 500 мл сока за пять минут, а другая половина пила по 125 мл каждые пятнадцать минут в течение часа. К исходу часа испытуемые выпивали одинаковое количество сока, но разница была впечатляющей. У тех, кто пил сок быстро, выявили быстрое нарастание концентрации в крови мочевой кислоты и вазопрессина, жирового гормона. Наоборот, изменения были не такими разительными у тех, кто растягивал удовольствие на час. Так как повышение концентрации мочевой кислоты и вазопрессина говорит об активации переключения в режим выживания, то правило должно быть простым: если приходится пить сладкий напиток, то пить его надо медленно – это намного безопаснее.

Несколько лет назад было предложено обложить в Нью-Йорке налогом сладкие безалкогольные напитки из-за высокого содержания в них сахара. Производители возразили, что это несправедливо, потому что налогообложение не касалось производителей твердых сладостей. Законопроект, таким образом, не прошел. Теперь мы понимаем, что возражения производителей сладких напитков были безосновательны.

Есть и еще один вывод, который мы можем сделать на основании этой работы: все-таки пирог можно съесть дважды[43]. В том смысле, что если вы медленно едите сладкий десерт, то, возможно, вам удастся избежать переключения в режим выживания. Десерт не будет содержать, по сути, ничего, кроме калорий. (Проблема, правда, заключается в том, что практически невозможно есть десерт медленно!) То же самое можно сказать и о неторопливом прихлебывании сладкого фруктового напитка вместо того, чтобы выпить его залпом. Именно поэтому просто питье сладкого напитка хуже, чем его питье с едой; смешение раствора сахара с твердой пищей замедляет всасывание сахара.

Вывод: жидкий раствор сахара может причинить больше бед, чем твердый сахар, и торопливое проглатывание сладкого напитка – это самый лучший способ активировать переключение в режим выживания. Избегайте всех сахаристых напитков, энергетических напитков, фруктовых соков, чая и кофе с сахаром. Если вы все же пьете их, то пейте медленно и лучше вместе с едой.

Вопрос 3: правильно ли мне кажется, что если я мог безнаказанно есть сахар в молодости, то теперь, я, кажется, набираю вес от всего, что ем?

Нет, вам это отнюдь не показалось. По мере старения мы все с большей легкостью набираем вес. Вероятно, для этого существует множество причин, и самая важная заключается в возрастных изменениях метаболизма, которые мы обсудим в главе 10. Есть, однако, и другая причина: чем больше мы едим фруктозы, тем с большей эффективностью мы ее всасываем и усваиваем.

Как известно, когда мы едим сахарозу, она в кишечнике расщепляется на фруктозу и глюкозу. Оба сахара по отдельности всасываются в кровь и в конечном счете переносятся с кровью в печень. Есть данные о том, что присутствие глюкозы стимулирует всасывание фруктозы и наоборот. Однако, когда в кишечнике находится одна только фруктоза, всасывание ее становится весьма ограниченным, и часто она вообще не всасывается, а остается в кишечнике и выводится из организма с калом. Это частое явление у новорожденных и маленьких детей. Однако, чем больше фруктозы мы потребляем (либо в виде чисто фруктозы, либо в виде сахарозы или СПСФ), тем легче она всасывается и вступает в метаболизм при следующем ее приеме.

То же самое относится и к нашей способности продуцировать фруктозу: чем больше фруктозы мы производим, тем с большей сноровкой мы это делаем. В норме печень синтезирует очень мало фруктозы, так как полиольный путь, в котором она синтезируется, в норме почти не работает. Однако при повторной стимуляции его активности – например, если печень просто купается в глюкозе, полученной из высокогликемических продуктов – все меняется. Со временем организм начинает продуцировать фруктозу со все большей легкостью из высокогликемических углеводов. Такой же процесс запускается и на фоне потребления соленой пищи, пищи, богатой умами, да и самой фруктозой; чем сильнее эти виды пищи стимулируют полиольный путь, тем легче нам становится синтезировать фруктозу из практически любой привычной для нас пищи.

Способность хронической экспозиции к фруктозе ускорять ее продукцию, всасывание и метаболизм является мощной множительной системой, которая со временем делает нас толстыми. Для того чтобы это продемонстрировать, Габи Санчес-Лосада, физиолог из Национального кардиологического института в Мехико, в течение двух недель давала лабораторным крысам либо обычную питьевую воду, либо воду с фруктозой. В течение этого времени, когда животные получали фруктозу, они становились более чувствительными к ней; у них повысилась способность всасывать и метаболизировать фруктозу. Затем Габи лишила крыс опытной группы раствора фруктозы, и в течение ночи все крысы находились на одинаковом рационе. На следующий день крысы обеих групп получили большое количество сладкого напитка с фруктозой. У крыс, до этого получавших фруктозу в течение двух недель, ответ был весьма внушительным. У этих крыс наблюдали резкое падение концентрации АТФ в клетках печени, степень которого была сопоставима с выраженной активацией переключения в режим выживания; в крови и печени значительно выросло содержание жира; в крови повысилась концентрация мочевой кислоты; в клетках печени развился окислительный стресс. Наоборот, у крыс, не получавших в предыдущие две недели фруктозу, ответ на сладкое питье был куда более скромным.

Потенциальное клиническое значение этих данных было продемонстрировано в исследовании, которое мы провели совместно с Джиллианом Салливаном и Сикхой Сундарам, педиатрами, имеющими опыт лечения детей с ожирением и жировым гепатозом. Мы сравнили, как всасывается и вступает в метаболизм фруктоза у худощавых детей, у детей с ожирением, у детей с ожирением печени, и данные нас ошеломили. У худых детей всасывание фруктозы было очень скромным, а метаболизм ее был замедлен. Напротив, у детей с ожирением всасывание фруктозы происходило очень легко, а у детей с ожирением и жировым перерождением печения фруктоза легко всасывалась и быстро вступала в метаболизм. Хотя возможны и другие объяснения, наблюдение, согласно которому присутствие ожирения и жирового перерождения печени положительно коррелирует с легкостью всасывания и метаболизма фруктозы, поддерживает идею о том, что предшествующая массивная экспозиция к фруктозе делает нас более чувствительными к ее эффектам.

Возрастанием чувствительности к фруктозе на фоне предшествующей экспозиции отчасти можно объяснить, почему мы более резистентны к влиянию фруктозы в молодости, но со временем прием фруктозы начинает вызывать у нас переключение. Этим также можно объяснить, почему людям, которые в прошлом ели много добавленного сахара, не удается эффективно сбросить вес после уменьшения потребления сахара – так происходит, потому что даже низкие дозы сахара способны у таких пациентов активировать переключение в режим выживания. Вероятно, именно поэтому животные буквально обжираются фруктами перед впадением в спячку: чем больше фруктозы они едят, тем лучше они ее всасывают и усваивают, тем более эффективно накапливают они необходимый им жир.

Хорошая новость заключается в том, что такое положение легко исправить. Повышенную чувствительность к фруктозе можно устранить, если исключить ее из рациона на срок от пяти дней до двух недель. Исследования на животных показывают, что они быстро избавляются от повышенной чувствительности после того, как из их рациона убирают фруктозу. Вероятно, именно поэтому эффективным оказывается строгое ограничение потребления углеводов в первые две недели лечения ожирения: эта мера позволяет организму больного вернуться в исходное состояние. Я называю это «перезагрузкой системы».

Вывод: чем больше фруктозы мы едим, тем более чувствительными к ней становимся. Другими словами, чем сильнее вы любите сахар, тем сильнее он любит вас. К счастью, эту систему можно «перезагрузить» непродолжительным ограничением потребления углеводов.

Вопрос 4: безопасно ли потребление заменителей сахара? Поможет ли их употребление в пищу сбросить вес?

Искусственные заменители сахара содержат минимальное количество калорий и обычно назначаются для замены сахарозы или напитков с фруктозой; эти средства придают напиткам и блюдам сладкий вкус, но не содержат при этом калорий. Иногда эти вещества предпочитают называть «непитательными подсластителями», а не искусственными «подсластителями», потому что многие из них имеют природное происхождение. Наиболее популярными искусственными подсластителями в настоящее время являются следующие: сахарин, аспартам, стевия и сукралоза; есть, однако, и другие препараты (см. таблицу).

Несмотря на то, что подсластители не содержат калорий, некоторые из них тем не менее активируют переключение в режим выживания. Например, сорбитол, который часто используют при изготовлении сиропов без сахара. Сорбитол является частью полиольного пути и на самом деле в организме превращается во фруктозу. Всасывание сорбитола варьируется, но оно может быть значительным. Еще одним искусственным сахаром является тагароза, которая может замещать фруктозу и непосредственно активирует переключение в режим выживания, потому что она, как и фруктоза, является субстратом действия фруктокиназы. Хотя сахарин не активирует переключение, в литературе есть сообщения о том, что он вызывает у животных инсулинорезистентность, вероятно, благодаря своему воздействию на кишечные бактерии. Избыточное введение сахарина мышам приводит, кроме того, к возникновению опухолей мочевого пузыря. Я рекомендую избегать применения этих подсластителей.

Также я небольшой поклонник аспартама и адвантама, которые имеют сходное химическое строение. При расщеплении этих веществ в организме образуется метанол, ядовитое вещество. Есть отдельные сообщения о том, что прием аспартама может вызывать головную боль, нарушение концентрации внимания, возбуждение и даже нарушения памяти. Лабораторные крысы, получавшие аспартам, теряли способность находить выход из лабиринта. (Этим можно объяснить, почему клинические испытания, проведенные в 1980-е гг., не смогли выявить разницу между сахарозой и аспартамом в вызывании симптомов СДВГ.)

Что касается других подсластителей, то в моей семье пользуются сукралозой или стевией. Сукралоза имеет сладкий вкус и содержит минимум калорий. Это сахар, в молекулу которого введен атом хлора; отзывы о нем противоречивы; некоторые специалисты высказывали озабоченность в связи с тем, что это вещество недостаточно хорошо проверено. Однако в тех исследованиях, которые уже были проведены, не обнаружено ничего подозрительного. Стевия – это популярный подсластитель; многие предпочитают его, потому что это природное соединение, получаемое из одноименного бразильского растения. У этого заменителя есть один недостаток, как и у другого подсластителя, монахового фрукта, – горьковатый привкус. Мне также нравятся сладкие спирты (но не сорбитол), а в особенности мальтитол, который часто добавляют к мороженому без сахара. Правда, сладкие спирты могут вызывать у некоторых людей вздутие живота и понос, особенно при употреблении их в больших количествах.

Сироп якона – это интересный заменитель сахара, так как содержит цепь молекул фруктозы; такие цепи называются фруктанами. Человеческий организм не способен расщеплять фруктаны до фруктозы, но зато это могут делать некоторые бактерии, и если в микрофлоре кишечника есть такие бактерии, то они могут превращать фруктаны сиропа якона, а также углеводы пшеницы и лука во фруктозу, которая затем всасывается из кишечника в кровь. Обычно выход фруктозы очень мал, но если этот сироп является вашим основным подсластителем, то могут возникнуть проблемы[44].

Совсем недавно к линейке подсластителей добавилась аллюлоза. Аллюлоза по химическому строению сходна с фруктозой, но, в отличие от нее, не активирует переключение в режим выживания, и поэтому выбор ее в качестве заменителя сахара может быть удачным. Правда, в то время как другие заменители сахара слаще сахарозы и их можно потреблять в небольших количествах, аллюлоза не такая сладкая, как сахароза, и поэтому ее надо потреблять больше, чтобы добиться привычного уровня сладости. В большинстве подсластители выделяются с мочой, а их долговременные почечные эффекты пока неизвестны. Я бы отнесся к таким подсластителям с осторожным оптимизмом.

Таким образом, на первый вопрос – притом что у нас не может быть полной уверенности – можно дать утвердительный ответ, использование некоторых искусственных заменителей сахара можно считать безопасным. Но помогают ли они похудеть или не набирать вес? По существу, каждое исследование этого вопроса, когда напитки, содержащие сахарозу и фруктозу, заменяли напитками, содержащими искусственные заменители сахара, показывало, что это приводит к уменьшению веса тела, потому что во втором случае испытуемые получали меньше калорий, притом что большинство искусственных подсластителей не активируют переключение в режим выживания. Наша группа тоже подтвердила, что сукралоза и сахарин не приводят к увеличению веса лабораторных животных. Эти исследования говорят о том, что искусственные заменители сахара могут быть полезными для людей, желающих сбросить вес.

Проблема, однако, заключается в том, что искусственные сахара не блокируют тягу к сладкому и даже иногда ее усиливают. Например, анализ, проведенный в рамках программы наблюдения за здоровьем и питанием, показал, что дети, пившие диетические напитки, потребляли больше калорийных сахаристых продуктов, чем дети, пившие обычную воду. Вероятно, здесь следует искать объяснение тому факту, что в некоторых исследованиях было показано, что люди, пьющие диетические сладкие напитки, имеют больший риск набрать лишний вес.

Если вы замечаете за собой сильную тягу к сладкому, то лучше всего утолять ее цельными фруктами, а не искусственными подсластителями. Фрукты отчасти могут утолить голод и уменьшить тягу к сладкому, вероятно, благодаря действию флавоноидов.

Вывод: использовать искусственные сахара надо с осторожностью, а лучше – обходиться без них. Сами по себе они не вызывают увеличения веса, но и не блокируют тягу к сладкому и могут стимулировать потребление сладостей. (Ох уж эта сладкая печаль.)

Вопрос 5: я понимаю, что сладкие напитки – это плохо, но что можно сказать о напитках для спорта?

Надо ли спортсменам их употреблять и не могут ли они вызвать ожирение?

Соревновательные виды спорта и энергичный образ жизни требуют больших энергетических затрат. Во время тяжелых физических нагрузок мы потеем, чтобы избавиться от лишнего тепла, которое образуется в организме при нагрузке. Но с по́том мы теряем воду и соль. В результате может наступить обезвоживание. Даже умеренное обезвоживание (всего 2 % всей воды организма) может, как это было показано, привести к ухудшению концентрации внимания и способности к целенаправленным действиям.

Первый напиток для спортсменов был создан Робертом Кейдом, врачом клиники Университета Флориды, в середине 1960-х гг. Кейд осознал, что игроки университетской футбольной команды сильно обезвоживаются во время игры на жаре; некоторые футболисты за время матча теряли в весе до 10 фунтов. Хотя они пили воду и принимали солевые таблетки, этого было недостаточно для того, чтобы предотвратить обезвоживание. Кейд посетил лекцию на одной научной конференции, где узнал, что всасывание соли в кишечнике можно усилить одновременным питьем раствора глюкозы. Более того, выполняя физическую нагрузку, мы сжигаем глюкозу (в форме гликогена), запасенную в мышцах и печени. Он понял, что дополнительное введение глюкозы может восполнить запас топлива для мышц, одновременно защищая спортсмена от снижения уровня глюкозы в крови. Это привело Кейда и его команду к мысли о создании напитка, который содержал бы воду, соль и глюкозу. Напиток получился не слишком вкусным, потому что глюкоза не отличается большой сладостью. Однако со временем напиток был улучшен добавлением ароматизаторов и небольшого количества фруктозы – так родился Gatorade[45].

В то время было проведено много исследований с целью найти оптимальное содержание спортивных напитков, чтобы улучшить выносливость и силу. Одно из первых открытий заключалось в том, что наилучших результатов можно добиться при концентрации глюкозы в напитке 6 %. Затем было обнаружено, что результаты улучшались в еще большей степени при добавлении к глюкозе небольшого количества фруктозы, так как фруктоза стимулирует всасывание глюкозы в кишечнике и обеспечивает повышение ее количества в тканях мышц – даже при том же количестве потребленных калорий. Дополнительные исследования показали, что содержание фруктозы должно быть ниже содержания глюкозы, так как увеличение концентрации фруктозы приводило к резкому ухудшению результатов.

Может быть, это спорно, но, на мой взгляд, идеальный спортивный напиток должен содержать 4 % глюкозы, 1–2 % фруктозы и соль в концентрации полграмма на литр. Это соответствует 4–5 г фруктозы в 240 мл напитка – количеству, достаточно малому для того, чтобы эта фруктоза подвергалась метаболизму в кишечнике, а не активировала переключение в режим выживания.

Наоборот, сладкие безалкогольные напитки, которые сами приводят к обезвоживанию и снижают физическую работоспособность, содержат около 6 % фруктозы и 5 % глюкозы. Подобным же образом, когда наши сотрудники вводили растворы, содержавшие 5 % фруктозы и 3 % глюкозы лабораторным крысам, находившимся в состоянии умеренного обезвоживания, эти растворы усугубляли обезвоживание и вызывали поражение почек.

Вывод: спортивные напитки могут предотвращать и устранять обезвоживание при выполнении интенсивной физической нагрузки, а также приносить пользу людям, страдающим обезвоживанием в результате поноса или рвоты. Прием глюкозы и небольшого количества фруктозы приводит к улучшению переносимости физической нагрузки и при этом не повышает риск ожирения. Я, однако, не рекомендую спортивные напитки людям, не занимающимся физическими упражнениями, или больным.

Вопрос 6: есть отдельные сообщения о том, что сахар может помочь улучшить результаты работы. Как можно это понять, учитывая данные о том, что потребление сахара ухудшает школьную успеваемость?

Вероятно, вы слышали, что, согласно некоторым исследованиям, сахар может помочь в повышении умственной работоспособности, особенно на фоне высокой интенсивной нагрузки или в случае, когда ребенок пропустил завтрак. Иногда этот факт используют для пропаганды пользы потребления сахара.

Однако в этих исследованиях использовали не столовый сахар (сахарозу) и не содержащие фруктозу продукты, такие как СПСФ, а чистую глюкозу. Во многих из этих исследований ученые работали с детьми, у которых пропуск завтрака приводил к ухудшению успеваемости. Глюкоза может предотвратить этот эффект; однако чрезмерное потребление глюкозы может, наоборот, ухудшить успеваемость. В согласии с этими данными находятся результаты одного рандомизированного исследования, показавшего, что подростки, получающие низкогликемический завтрак, отличаются большим объемом рабочей памяти и лучшей способностью к концентрации внимания, чем подростки, получающие высокогликемический завтрак или вообще не завтракающие. Интересно отметить, что концентрация глюкозы в крови детей, съедавших низкогликемический завтрак, достигала максимального значения 6,4 ммоль/л, а у детей на высокогликемическом завтраке – 6,9 ммоль/л.

Подобные исследования были проведены с участием взрослых – университетских студентов и пожилых людей. Эксперименты показали, что при получении глюкозы натощак происходит улучшение памяти и укорачивается время реакции. Эффект зависел от дозы, при этом прием высоких доз не приносил никакой пользы.

Вывод: низкое содержание сахара в крови ухудшает умственную работоспособность, но то же самое происходит и при чрезмерном повышении его концентрации. Завтракать надо, но берегитесь выпечки с высоким гликемическим индексом!

Вопрос 7: есть ли люди, резистентные к эффектам сахаров, содержащих фруктозу? Каковы потенциальные причины резистентности к сахару?

Да, есть люди, которые выглядят «резистентными» к действию сахара, причем по нескольким причинам. Например, кажется, что молодые люди могут есть сахар безнаказанно. Но, как мы видели, одной из причин является ограниченная предшествующая экспозиция к фруктозе. У людей любого возраста, которые не едят много содержащих фруктозу сахаров, системы всасывания и метаболизма фруктозы пребывают в «дремлющем состоянии». В результате, когда они едят сахар, метаболический ответ у них бывает относительно скромным.

Еще одна частая причина заключается в том, что молодые и спортивные люди обладают более здоровыми митохондриями. Энергетические станции в хорошей форме более устойчивы к окислительному стрессу, индуцированному фруктозой, а именно окислительный стресс вызывает активацию переключения в режим выживания. Я бы не стал рассматривать ни одну из этих ситуаций как истинную резистентность к сахару, ибо если этот человек продолжит потреблять много содержащих фруктозу сахаров, то рано или поздно переключение в режим выживания и накопление жира неизбежно произойдет[46].

Еще одной группой, которую считают резистентной к фруктозе, являются хадза, современное племя охотников и собирателей, живущее в Танзании. Хадза питаются дикими растениями, инжиром, медом, а также мелкими и крупными животными. Мед является основной частью их рациона, особенно среди мужчин; за счет меда они получают до одной шестой общего суточного калоража (иногда и больше). Как и следует ожидать при таком массивном потреблении фруктозы, люди хадза массово страдают кариесом зубов и заболеваниями периодонта. Тем не менее они остаются поджарыми и относительно редко страдают сахарным диабетом и сердечными заболеваниями.

Я считаю, что хадза вовсе не резистентны к действию сахара. Скорее, фруктоза, которую они потребляют с медом, позволяет им накапливать достаточно жира для выживания. Людям этого племени не так-то легко дается добыча, в течение дня им приходится преодолевать большие расстояния (около десяти миль), чтобы найти еду. Примечательно, что, несмотря на такие нагрузки, они едят и сжигают приблизительно такое же количество калорий, что нью-йоркский офисный работник. Но, однако, это именно то, чего следует ожидать при активации переключения в режим выживания. В то время как они тратят массу энергии, добывая и заготавливая пищу, их организмы, вероятно, снижают основной обмен, то есть энергетические затраты в состоянии покоя; поэтому потребленной еды им хватает надолго. Думаю, что хадза едят как раз столько меда, сколько необходимо для выживания. Без меда они рискуют вымереть от голода.

В противоположность племени хадза люди племени куна, живущие на островах Сан-Блас у берегов Панамы, кажется, на самом деле располагают механизмом истинной резистентности к эффекту фруктозы. В ранних статьях о них, датированных 1940-ми гг., высказывали догадку о том, что, вероятно, местные жители защищены от артериальной гипертонии. Ученые задумались: не обладают ли куна каким-то защитным геном?

Норман Холленберг, один из ведущих специалистов в области кардиологии из Бостонской женской больницы Бригхэм, прибыл в Панаму в середине 1990-х гг., чтобы разобраться в проблеме, и обнаружил, что люди племени куна резистентны не только к артериальной гипертонии, но и к ожирению и диабету. Он, однако, обнаружил, что куна, которые переезжали в Панаму, на материк, начинали там страдать и ожирением, и диабетом, причем с высокой частотой, а это означало, что дело не в защитном гене, а в образе жизни островитян. Ознакомившись с диетой куна, Холленберг и его группа убедились в том, что жители острова ели много соли (приблизительно 12 г в день) и потребляли много сахарозы (столового сахара). Однако диетолог группы заметил, что местные жители пили много горького какао – от пяти до десяти чашек. Холленберг и его сотрудники обнаружили, что како содержит флавоноид особого типа, эпикатехин, который стимулирует рост митохондрий, увеличивая тем самым число энергетических станций в организме и оптимизируя продукцию энергии.

Наша группа исследовала этот вопрос с помощью ученых Гильермо Себальоса, Франсиско Вильяреаля, Джорджа Шрайнера и Сандипа Дугара. Добровольцы с метаболическим синдромом и высоким уровнем триглицеридов в крови были случайным образом разделены на две группы. Испытуемые одной группы получали добавку в виде эпикатехина, а испытуемые второй – плацебо в течение четырех недель. В конце этого периода мы наблюдали нормализацию уровня триглицеридов и маркеров воспаления в группе получавших эпикатехин; кроме того, в этой группе произошло снижение уровня глюкозы крови натощак у лиц с инсулинорезистентностью. Мы также выяснили, что эпикатехин может блокировать влияние фруктозы на печеночные клетки, защищая их энергетические станции от окислительного стресса. Короче говоря, эпикатехин обеспечивает защиту от развития метаболического синдрома. (Подробнее мы поговорим об этом в главе 10.)

И, наконец, существует еще одна группа людей с истинной резистентностью к воздействию сахара; эта резистентность наблюдается редко, у одного человека на 100 000 населения или даже реже; это люди с генетической особенностью под названием «эссенциальная фруктозурия». Люди с этим нарушением неспособны синтезировать фруктозу, у них отсутствуют ферменты, расщепляющие ее, и понятно, что в этом случае невозможно переключение в режим выживания. Люди с этой болезнью живут нормальной жизнью, но могут есть сахар без всяких осложнений, так как фруктоза, которую они потребляют, удаляется из организма с мочой. До сих пор не известно ни одного случая, чтобы у человека с эссенциальной фруктозурией развилось ожирение или сахарный диабет 2-го типа.

Вывод: резистентность к сахару встречается редко, но она существует. Правда, большинство людей, которые думают, что они резистентны, на самом деле таковыми не являются, и если они начнут потреблять в большом количестве сахара, содержащие фруктозу, то у них со временем непременно разовьется метаболический синдром. Можно, конечно, стать резистентным к сахару, если, например, потреблять меньше фруктозы, упражнениями поддерживать здоровье клеточных энергетических станций и потреблять пищу, содержащую определенные флавоноиды.

Вопрос 8: существует ли способ избавиться от тяги к сахару?

Тяга к сладкому – это главная причина, по которой люди не могут ограничить его потребление. Есть ли способ как-то справиться с этой тягой?

Непосредственно заблокировать это желание мы в настоящее время не можем, но мы можем его ослабить. Один из лучших способов – это, несмотря ни на что, придерживаться диеты с низким содержанием углеводов или резко сократить потребление добавленных сахаров. Вначале тяга будет невыносимо сильной (в течение нескольких дней), но через неделю-две она станет слабее.

Имейте в виду, что снижение количества потребляемого сахара за счет введения в диету искусственных заменителей сахара может, как уже было упомянуто выше, стимулировать потребление сладкого. Поэтому, для того чтобы успешно снизить пристрастие, надо отказаться от потребления искусственных подсластителей. Кроме того, поскольку потребление алкоголя тоже стимулирует тягу к сладкому, надо ограничить и алкоголь.

Можно также утолять желание есть сладкое с помощью цельных фруктов. Есть данные о том, что цельные фрукты, помогая утолить жажду сладкого, не ухудшают течение метаболического синдрома.

К другим методам снижения пристрастия относят имитацию насыщения потреблением большого количества воды или поеданием овощей или овощных салатов или за счет отвлечения – физическими упражнениями или посещениями друзей. Некоторые исследователи пытались использовать для подавления тяги к сладкому различные пищевые добавки, например глутамин, но мне неизвестны аргументы в пользу эффективности такого подхода.

Однако на горизонте забрезжила надежда на надежный способ блокады пристрастия к сахару. Мы знаем, что животные, не способные метаболизировать фруктозу, не испытывают тяги к ней; у них не развивается метаболический синдром, когда они едят фруктозу. Это привело к попыткам фармацевтических компаний создать лекарства, подавляющие метаболизм фруктозы. Преимущество таких ингибиторов заключается в том, что они также блокируют эффекты фруктозы, которая синтезируется при потреблении еды с высоким гликемическим индексом и соленой пищи. Сегодня несколько крупных фармацевтических компаний пытаются создать лекарства, способные блокировать эффекты фруктозы, в том числе тягу к сладкому. Наша группа разрабатывает лекарство, нацеленное на фруктокиназу, что позволит блокировать как тягу к содержащим фруктозу сахарам, так и привязанность к алкоголю (она, как мы узнали из предыдущей главы, тоже реализуется на пути метаболизма фруктозы).

Вывод: пока в нашем распоряжении нет способов блокировать тягу к сахару. Пока лучший выбор заключается в том, чтобы идти на любые ухищрения, чтобы ее ослабить. Я рекомендую утолять тягу к сладкому цельными фруктами, если она становится нестерпимой.

Пока мы не способны полностью блокировать наше пристрастие к сахару, но, прошу вас, не отчаивайтесь, ибо знание о переключении в режим выживания уже сегодня дает нам оружие для успешной борьбы с ожирением. В следующей главе мы займемся способами подавления переключения, призванными предупредить дальнейшее увеличение веса и сопутствующие нарушения здоровья, а в последней главе используем наши знания для того, чтобы выработать способы похудения, избавления от лишнего веса и улучшения состояния здоровья.

Глава 9. Оптимальная диета для блокирования жирового переключения

Для того чтобы уберечь животных от риска голодной смерти, обезвоживания, удушья и других угроз, природа разработала биологический ответ (что-то вроде скорой помощи), который мы называем переключением в режим выживания. Первичным и главным способом этого переключения является потребление или внутренний синтез фруктозы; обезвоживание и повышение концентрации глюкозы в крови тоже «включают» способность организма продуцировать фруктозу. Это биологическое переключение можно активировать пищей с высоким содержанием умами, а также продуктами, стимулирующими выработку мочевой кислоты, которая играет ключевую роль в реализации эффектов фруктозы. Важность этого пути для выживания объясняет тот факт, что у нас, как и у многих других видов, возникли особые рецепторы для восприятия сладкого, соленого и приятного вкусов.

У этого переключения очень мощный эффект. Во-первых, он стимулирует желание сладкого и импульсивность, которые, ослабляя силу воли, способствуют кормодобывающему поведению даже в опасных ситуациях. В результате переключения развивается резистентность к лептину, и мы остаемся голодными даже после еды, а следовательно, потребляем больше еды, чем нам на самом деле нужно, для того чтобы отложить больше жира. Переключение помогает нам сокращать расход энергии, когда мы находимся в состоянии покоя, снижая потребность в энергии и помогая нам сохранить запас жира, который мы уже накопили, несмотря на то что мы тратим энергию на добывание пищи. Происходят и другие биологические изменения, не имеющие прямого отношения к запасанию и сжиганию энергии, в том числе развитие инсулинорезистентности (для того, чтобы сохранить глюкозу для головного мозга), повышение артериального давления (для поддержания кровообращения), стимуляция воспаления (для защиты от инфекций) и окислительный стресс в митохондриях, который подавляет продукцию энергии с использованием кислорода.

Следствием этого сложного процесса является то, что съедаемые нами калории перенаправляются от непосредственной выработки энергии к вырабатыванию жира, потому что мы начинаем меньше его сжигать. Уменьшение количества непосредственно доступной энергии мы компенсируем перееданием (чтобы восполнить источник энергии) и переходом продуцирования энергии к примитивному способу, не требующему использования кислорода.

Это идеальная система защиты животных, включая и нас с вами, в дикой природе, но этот механизм был предусмотрен для применения в течение ограниченного периода времени. Сегодня мы непрерывно стимулируем включение этого пути, и это оборачивается для нас неприятными последствиями, в том числе ожирением и многими современными болезнями (метаболическим синдромом, сахарным диабетом, артериальной гипертонией и другими). Для того чтобы защитить себя сегодня, мы должны перестать активировать это постоянное включение режима выживания. Сейчас мы и обратимся к решению этой задачи.

Во-первых, мы должны напомнить себе, что процесс, который мы сейчас обсуждаем, не является примитивным, который может находиться только в двух состояниях – «включено», «выключено». Переключающий механизм лучше представить себе как реостат, с помощью которого свет можно включать и выключать постепенно, потому что степень активации механизма переключения зависит от количества съеденной фруктозы, а также от скорости ее потребления или синтеза в организме. Помимо этого, индивидуальный ответ на стимуляцию включения зависит от состояния здоровья. Здоровый тренированный спортсмен с превосходными энергетическими станциями будет менее чувствителен к эффектам фруктозы, чем человек, уже страдающий избыточным весом и латентным диабетом. Точно так ж, пожилые люди, особенно с сопутствующими заболеваниями, имеют более высокий риск, чем молодые.

Хочу также признать, что определенно есть и другие моменты, помимо жирового переключения, которые вносят свою лепту в развитие ожирения. Играют роль социально-экономические факторы, уровень образования, культурные обычаи и нравы, генетика, «эффект замкнутого пространства» (см. вставку на следующей странице) и даже бактерии, обитающие в кишечнике (микробиом). Тем не менее на основании исследований, моих собственных и проведенных другими, я могу утверждать, что жировое переключение является главным фактором, ведущим к ожирению, метаболическому синдрому и другим болезным.

Так как же нам минимизировать активацию переключения в режим выживания? Какой диеты следует нам придерживаться – по возможности простой и необременительной, – чтобы предупредить прибавку в весе и как можно дольше сохранить здоровье?

Эффект замкнутого пространства

Одна из важных причин, по которой мы набираем вес, которую часто упускают из вида, заключается в том, что я называю «эффектом замкнутого пространства». Часто становятся ожиревшими содержащиеся в неволе животные, без ограничений получающие пищу. Именно поэтому в зоопарках свирепствует эпидемия ожирения, и жиреют многие наши четвероногие питомцы. В отличие от переключения в режим выживания, который является биологическим способом управления потреблением пищи за счет голода, эффект замкнутого пространства превращает прием пищи в привычку, в ответ на скуку в связи с пребыванием в месте, из которого невозможно вырваться. (Конечно, если вы будете есть пищу, которая активирует переключение в режим выживания, то к привычке добавится и чисто биологическая причина аппетита – голод.) Многие из нас живут в «клетке», хотя и каждый в своей, и это может играть большую роль в наших пищевых привычках и особенностях потребления еды.

Большая троица

Давайте рассмотрим три главных питательных вещества: углеводы, жир и белок. Вполне возможно составить здоровую диету, которая не требует строгих ограничений ни одного из этих компонентов питания, и в этом заключается наша цель. Но когда дело доходит до активации переключения, то выясняется, что углеводы, жиры и белки отнюдь не одинаковы.

Хорошие углеводы и плохие углеводы

Западная диета на 45–65 % состоит из углеводов. 15–20 % – это добавленные сахара, а остальное – это сложные углеводы, включая крахмалистые и некрахмалистые овощи, злаки и орехи. Вообще говоря, в большинстве книг, посвященных здоровому питанию, именно углеводы упоминаются как важный диетический фактор, повинный в эпидемии ожирения, и многие диеты предписывают ограничение потребления углеводов, особенно сахаров и крахмалов, с одновременным увеличением доли белка и жира.

Наши исследования подтверждают справедливость такого подхода, но и другие не содержащие углеводов виды пищи могут активировать переключение. Важно понять, что не все углеводы являются плохими. Одних, например, содержащих фруктозу сахаров, следует беречься, в частности, сахарозы и СПСФ, а также углеводов, вызывающих быстрое и значительное повышение концентрации глюкозы в крови. Думаю, что остальные углеводы не просто безопасны, но и очень полезны для здоровья.

Гликемический индекс продуктов питания, который мы обсуждали в главе 5, может помочь нам отличать углеводы, вызывающие значительное повышение уровня глюкозы в крови, от углеводов, которые его не вызывают. В частности, к углеводам с высоким гликемическим индексом относятся рис, картофель, хлеб, каши и чипсы; к углеводам с низким гликемическим индексом относятся овощи без крахмала (например, брокколи и спаржа), овощи для салатов (латук, огурцы и помидоры), фасоль и другие бобовые (например, чечевица), а также семечки и орехи. Надо учитывать, однако, и другой фактор, определяющий, несет ли пищевой продукт большую гликемическую нагрузку[47]. Эта величина учитывает не только то, насколько данный продукт может повысить содержание глюкозы в крови, но и сколько углеводов содержится в данной порции. Например, арбуз характеризуется высоким гликемическим индексом, но один ломтик арбуза очень незначительно повысит концентрацию глюкозы в крови, потому что в нем не так много углеводов; гликемическая нагрузка его будет небольшой. С другой стороны, спагетти имеет умеренный гликемический индекс, но так как люди часто съедают много спагетти за один присест, то спагетти могут повысить уровень сахара в крови достаточно для того, чтобы привести в действие переключение в режим выживания.

Некоторые популярные продукты с высоким гликемическим индексом и большой гликемической нагрузкой перечислены в таблице на следующей странице. В диете надо ограничить продукты с высоким гликемическим индексом (больше 70) и с большой гликемической нагрузкой (больше 20). Более полный список гликемических индексов и гликемических нагрузок для разных пищевых продуктов можно найти в интернете[48].

Не все углеводы плохи.

Делая выбор между углеводами, надо учесть еще одну интересную вещь. Например, овсяная каша быстрого приготовления или рис быстрого приготовления, блюда, которые надо просто нагреть перед употреблением, имеют более высокий гликемический индекс, чем обычная крупа. Дело в том, что при предварительной обработке зерен в процессе изготовления полуфабриката из их них удаляется или разрушается клетчатка. Есть также разные типы крахмала. Крахмалы состоят из длинных цепей молекул глюкозы; эти цепи расщепляются в кишечнике на отдельные молекулы; крахмал одного типа (амилопектин) расщепляется легко, в то время как крахмал другого типа (амилоза) расщепляется с большим трудом, поэтому амилопектин обладает более высоким гликемическим индексом. Белый рис преимущественно содержит амилопектин и поэтому отличается высоким гликемическим индексом, а длиннозернистый рис (басмати) содержит преимущественно амилозу и поэтому имеет более низкий гликемический индекс.

Стоит также отметить, что люди отличаются по своей способности расщеплять углеводы. Одна причина генетическая. Например, вспомните, что одни люди могут расщеплять амилозу крахмала с большей легкостью, чем другие, потому что в их организме продуцируется в большом количестве фермент амилаза. На легкость и степень расщепления крахмала влияет также тип бактерий, обитающих в толстом кишечнике. По этой причине некоторые нутрициологи рекомендуют длительный мониторинг уровня гликемии, чтобы индивидуально оценить персональную реакцию уровня глюкозы крови на различные пищевые продукты.

В противоположность продуктам с углеводами с высоким гликемическим индексом в большинстве овощей содержатся углеводы с низким гликемическим индексом; особенно это касается зелени. Она содержит настолько незначительное количество фруктозы, что не способна активировать переключение в режим выживания, и во многих исследованиях было показано, что потребление таких овощей снижает риск ожирения и сердечно-сосудистых заболеваний.

Мониторинг вашего личного гликемического ответа

Учитывая изумительную вариабельность гликемического ответ на потребление углеводов у разных людей, вы, возможно, захотите приобрести устройство для длительного мониторинга гликемии, чтобы оценить свой персональный ответ. Это устройство крепится на задней поверхности плеча и обеспечивает ежеминутную информацию о содержании глюкозы в крови в течение дня или более.

Лично я нахожу этот прибор полезным для определения того, какие продукты питания вызывают у меня наибольшее повышение концентрации глюкозы в крови (а следовательно, могут активировать переключение в режим выживания), а также для выявления моментов, когда я подвержен снижению уровня глюкозы (ниже 60 мг%), которое может привести к головокружению, дурноте и спутанности сознания (это состояние называется гипогликемией и может развиться на фоне занятий спортом, при голодании или при ограничении углеводов в пищевом рационе).

Целью является поддержание уровня глюкозы крови на величинах между 70 и 110 мг% большую часть суток. Ожидаемо уровень содержания глюкозы в крови повышается после еды, но через один-два часа он не должен превышать 7,77 ммоль/л, а в идеале должен быть меньше 6,66 ммоль/л. Хотя мы не знаем, какой именно уровень содержания глюкозы в печени и крови запускает режим выживания, поддержание концентрации глюкозы в указанных пределах, определено, сводит к минимуму продукцию фруктозы в ответ на потребление углеводов.

Хорошие жиры и плохие жиры

Прежде чем говорить о различных видах жира, важно обсудить жир вообще, а также подумать, какое отношение он имеет к переключению в режим выживания.

Когда-то жир фигурировал в числе главных подозреваемых по делу о виновниках ожирения и эпидемии сердечно-сосудистых заболеваний, так как жир – это наиболее энергоемкий продукт питания. Столовая ложка жира содержит в два раза больше калорий, чем столовая ложка сахара; 9 калорий на грамм против 4 калорий на грамм углеводов и белков.

Однако само по себе употребление жира в пищу не приводит к активации переключения и не стимулирует прибавку в весе. Действительно, наш сотрудник, физиолог Фил Скарпейс, провел исследование, в ходе которого лабораторных животных кормили свиным салом без добавления к рациону сахара, и эти животные не жирели, так как оставались чувствительными к лептину и были способны регулировать количество потребляемой пищи. Тем не менее если переключение в режим выживания уже активировано приемом богатых фруктозой сахаров или соленой пищи, то добавление жирной пищи приводит к быстрому развитию ожирения благодаря высокой калорийности жира. Мы с Филом установили это, сначала давая животным фруктозу, чтобы вызвать у них резистентность к лептину, а затем отменяли фруктозу и переводили крыс на питание салом. В результате резистентности к лептину животные были неспособны регулировать аппетит, если больше сала, чем нормальные крысы, и быстро набирали вес.

Другими словами, после того как мы развели огонь (то есть осуществили переключение), жир заставил гореть его сильнее и ярче. Вот почему рацион, состоящий из сахара и жира, – это наилучший способ индуцировать ожирение у лабораторных животных. Этот факт очень важен и для нас, так как стандартная западная диета содержит много как добавленных сахаров, так и жира.

На диете с низким содержанием углеводов (а следовательно, и с низким содержанием фруктозы и углеводов с высоким гликемическим индексом) режим выживания выключен, и вы испытываете меньший голод. Следовательно, несмотря на то, что в вашем рационе, возможно, много жира, вы не будете набирать вес. Именно поэтому диета с низким содержанием жира только тогда приводит к похудению, когда одновременно ограничивается потребление калорий, в то время как при соблюдении диеты с низким содержанием углеводов никаких ограничений по калориям не требуется. Настоящим преступником и зачинщиком является фруктоза, жир – всего лишь соучастник.

Преступник и зачинщик – фруктоза, жир всего лишь соучастник.

Существует несколько типов жира. Насыщенный жир – это основной жир, содержащийся в сливочном масле, кокосовом масле, пальмовом масле, цельном молоке, сыре, жареных продуктах и красном мясе. Насыщенные жиры не вызывают переключение в режим выживания, но они вызывают повышение содержания в крови холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (так называемого плохого холестерина), который, как было подтверждено многими исследованиями, является фактором риска ишемической болезни сердца. Соответственно, я согласен с медицинским научным сообществом и рекомендую ограничить потребление насыщенных жиров, они не должны составлять больше 10 % суточного калоража.

Трансжиры – это жиры, получаемые в ходе химического процесса, называемого гидрогенизацией, в результате чего жидкие растительные жиры становятся твердыми, что увеличивает срок их хранения. Их использовали в качестве кондитерского жира, в маргарине и переработанных продуктах. Когда-то эти жиры считались безопасными, но потом выяснилось, что их потребление повышает риск сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, и они были запрещены Администрацией по контролю за продуктами питания и лекарствами (правда, в некоторых ресторанах их продолжают применять для жарки). В некоторых продуктах присутствуют в небольшом количестве трансжиры природного происхождения, например, в говядине, баранине и молочных продуктах, но многими исследованиями было доказано, что в столь незначительных количествах эти жиры не могут причинить вред здоровью. Я не знаю, в какой степени трансжиры способствуют активации переключения в режим выживания, но, слава богу, этот спорный вопрос в США больше не актуален, так как трансжиры запрещены к продаже.

Существуют также мононенасыщенные и полиненасыщенные жиры. Мононенасыщенные жиры присутствуют в оливковом масле, масле канолы, в арахисовом масле, а также в маслах авокадо и подсолнечном. Оливковое масло очень популярно в странах Средиземноморья, и считается, что его потребление снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний[49]. К полиненасыщенным жирам относятся омега-3 и –6 жирные кислоты. Омега-3 обнаруживается преимущественно в рыбе, особенно в таких жирных сортах, как лосось, скумбрия и тунец, а также в грецких орехах и негидрогенезированном соевом масле. Напротив, –6 присутствует в кукурузном, подсолнечном масле, а также в соевом масле всех типов.

Омега-3 блокирует многие эффекты фруктозы.

Омега-3 выделяется на фоне всех других жиров как очень полезный для здоровья жир, блокирующий многие эффекты фруктозы. Многочисленные исследования позволяют утверждать, что благотворные для здоровья жирные кислоты оказывают оздоравливающее действие на уровень триглицеридов крови, показатели артериального давления, течение сердечно-сосудистых и почечных заболеваний. Омега-3 блокирует неблагоприятное воздействие фруктозы на когнитивные функции – по крайней мере, у животных. В мышцах колибри обнаружена высокая концентрация омега-3, что защищает митохондрии от окислительного стресса, который в противном случае повреждал бы их, так как нектар, которым питаются колибри, очень богат сахарозой. Помимо того что омега-3 полезен для мозга и энергетических станций клеток, эти кислоты обладают также противовоспалительными свойствами.

Исследования, посвященные омега-6, не дают столь же однозначных результатов. В некоторых исследованиях выяснили, что омега-6 поддерживает воспаление, что дало повод специалистам возражать против увеличения доли омега-3 и омега-6 в диете. Однако в других исследованиях было обнаружено, что омега-6 могут быть полезными. Научные работы, касающиеся жирных кислот противоречивы, и поэтому я рекомендую не задумываться об их роли, а просто увеличить содержание в диете омега-3.

Хорошие белки и плохие белки

В норме белок составляет от 15 до 20 % суточного потребления калорий; белок играет важную роль не только как строительный материал мышц; в организме присутствует великое множество белков, участвующих в важных биологических процессах жизнедеятельности организма. Увеличение доли белка в пищевом рационе помогает худеть, так как белок обладает уникальной способностью хорошо утолять голод – в сравнении с жирами и углеводами. Неясно, происходит ли это в связи со специфической способностью белка вызывать чувство насыщения или в связи с тем, что увеличение потребления белка одновременно приводит к уменьшению потребления углеводов.

Несмотря на то что потребление белка жизненно необходимо для отправления многих важнейших функций, существуют тем не менее хорошие и плохие белки. В большинстве исследований было показано, что красное мясо (говядина, свинина, баранина) наносят организму отчетливый вред. Потребление красного мяса сочетается с повышением риска ожирения, сахарного диабета, сердечно-сосудистых и почечных заболеваний, а также рака. Это свойство не наблюдают у других типов животного белка (например, белка мяса птиц и рыб), у белка молочных продуктов и растительных белков.

Одной из причин такой исключительности красного мяса может быть присутствие в нем большого количества инозитолмонофосфата (ИМФ), одного из веществ умами, которое превращается в мочевую кислоту и активирует переключение в режим выживания. Впрочем, большое количество ИМФ содержится также в моллюсках и тунце. Наоборот, в птичьем и растительном белке этого вещества меньше. Неудивительно, что потребление красного мяса ассоциируется с подагрой, а потребление мяса птицы, молочных продуктов и растительных белков подагрой не сопровождается.

Красное мясо содержит вещества, обладающие свойством умами, и может активировать переключение в режим выживания.

Потребление красного мяса приводит также к образованию в организме токсических веществ. Одно из таких веществ, ТМАО (триметиламин-N-оксид) является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний. Функция этого соединения у человека неизвестна, но оно очень важно для выживания рыб, так как защищает их от действия высокого давления в морских глубинах. Возможно, что ТМАО играет роль в переключении в режим выживания.

Учитывая эти данные, я рекомендую предпочесть красному мясу мясо птицы, молочные продукты и растительные белки. Я предпочитаю красному мясу рыбу, ибо хотя рыба и содержит много умами, она также богата омега-3 жирными кислотами. К растениям, богатым белком, относят артишоки, спаржу, бобовые всех видов (включая тофу, которое представляет собой ферментированное соевое молоко), крестоцветные (брокколи, цветная капуста, брюссельская капуста, белокочанная капуста, китайская капуста и листовая капуста), чечевицу, все виды сушеного и свежего гороха, грибы, орехи и семечки, арахис, овсяную крупу, картофель, киноа и дикий рис.

Сравнение успешных диет

Учитывая все, что мы теперь знаем о трех важнейших составляющих элементах питания, я думаю, что было бы полезно рассмотреть некоторые из наиболее популярных и успешных современных диет и оценить их достоинства и недостатки в том, что касается переключения в режим выживания. На основе такого анализа мы получим информацию, которую сможем использовать для создания идеальной диеты, которая не будет переключать организм в режим выживания и тем самым предупредит увеличение веса и развитие метаболического синдрома.

Одно предварительное замечание: идеальная диета – это диета, не требующая директивного ограничения калорий; это ограничение происходит естественно в результате утоления голода – как это случается при блокировании переключения в режим выживания (так как одним из ключевых следствий переключения является индукция чувства голода в результате развития зависимости и резистентности к лептину). Излишне говорить, что диета с насильственным ограничением калорий не способствует похудению, ибо, когда диета предусматривает ограничение калорий, вы будете терять вес независимо от того, что именно вы едите – картон или стейк[50]. Проблема заключается в том, что такие диеты не ликвидируют основную проблему, которая запускает прибавку в весе.

Итак, давайте сравним некоторые из наиболее популярных диет по их способности блокировать переключение в режим выживания. Я не буду обсуждать расхожие низкокалорийные диеты, диеты с низким содержанием жира, так как в них входят углеводы с высоким гликемическим индексом и сахара, содержащие фруктозу, которые активируют переключение и не способны предотвратить появление признаков метаболического синдрома (вероятно, здесь кроется причина того, что эти диеты не снижают заболеваемость сердечно-сосудистыми заболеваниями, хотя и снижают уровень холестерина ЛПНП). Вычеркните из списка также традиционные диеты с низким содержанием жира.

Диеты с низким содержанием углеводов и кетодиеты

Целью назначения диеты с низким содержанием углеводов является уменьшение их потребления. Это диеты с минимальным ограничением (углеводы составляют только 30–45 % от суточного калоража, или 130–180 г), классические диеты с низким содержанием углеводов (20–30 % углеводов, или 80–130 г) и кетогенные, или кетодиеты (5–10 % углеводов, или 25–50 г в сутки). Наиболее экстремальные кетодиеты предусматривают одновременное значительное увеличение потребления жира (65–70 %), чтобы возместить сокращение количества углеводов, так как очень трудно увеличить потребление белка свыше 20–25 % суточного калоража.

Главное в диетах с низким содержанием углеводов – это уменьшение доли сахаров, содержащих фруктозу, и углеводов с высоким гликемическим индексом, так как это основные вещества, активирующие переключение в режим выживания. Эти диеты не требуют снижения калорийности, потому что на фоне соблюдения этой диеты аппетит уменьшается сам; при этом происходит улучшение по всем признакам метаболического синдрома. Эти диеты весьма полезны для больных, страдающих сахарным диабетом, и в некоторых случаях способствуют стойкой компенсации углеводного обмена при диабете 2-го типа.

Я большой поклонник классической диеты с низким содержанием углеводов, но вынужден признать, что и она не лишена недостатков. Во-первых, такую диету нелегко выдерживать. Несмотря на то, что многие ухитряются соблюдать ее годами, но часто случаются и срывы.

Кроме того, диета с низким содержанием углеводов может привести к повышению уровня холестерина ЛПНП (плохого холестерина), и в редких случаях у людей, придерживающихся такой диеты, уровень холестерина достигает 15,6 ммоль/л или больше[51]. Однако у большинства людей повышение уровня холестерина бывает достаточно скромным, частицы ЛПНП являются у них более крупными и поэтому с меньшей вероятностью вызывают поражение коронарных артерий сердца.

Больше всего сомнений вызывает у меня кетогенная диета (в противоположность классической диете с низким содержанием углеводов), я не знаю, насколько она полезна в долгосрочной перспективе. В норме наш организм поддерживает определенный уровень концентрации глюкозы в крови, чтобы бесперебойно снабжать все ткани топливом, в особенности головной мозг и мышцы. Для надежного поддержания этого уровня мы запасаем глюкозу в виде гликогена в печени и мышцах и высвобождаем его по мере необходимости в промежутках между приемами пищи; кроме того, мы продуцируем часть глюкозы из белка и жира. Если человек находится на строгой кетогенной диете, то он рискует выбрать большую часть запасов гликогена. Конечно, можно поддерживать уровень глюкозы за счет расщепления белка и жира, но доступной глюкозы все равно становится меньше.

Глюкоза – это практически единственное топливо, которым пользуется головной мозг, поэтому, когда глюкоза становится менее доступной, мозг оказывается в опасности. Но, правда, он может использовать и другое топливо: кетоны, которые продуцируются, когда организм использует для получения энергии сжигание жира. Кетогенная диета приводит к дефициту глюкозы, что стимулирует сжигание жира и ведет к повышению содержания кетонов в крови; это становится причиной состояния, называемого кетозом. Именно поэтому диеты такого рода носят свое название.

Есть данные о том, что кетогенная диета хорошо переносится; кетогенные диеты долго использовали для лечения эпилепсии. Тем не менее долговременные эффекты кетоза изучены недостаточно. Кроме того, кетоз отрицательно влияет на физическую работоспособность и выносливость, так как гликоген печени и мышц особенно важен при выполнении интенсивных физических нагрузок.

На фоне кетоза также повышается содержание в крови мочевой кислоты. До этого мы уже выяснили, что одним из эффектов мочевой кислоты является стимуляция продукции глюкозы, а значит, это свойство может быть компенсаторным механизмом в плане поддержания адекватного уровня глюкозы в крови. В связи с этим я не рекомендую снижать уровень мочевой кислоты в крови людям, соблюдающим кетогенную диету, если этот уровень не угрожает заболеванием подагрой. Мочевая кислота может производить и другие эффекты – например, она стимулирует кормодобывающее поведение, что может быть не совсем идеальным, если надолго затягивается.

Кроме того, ограничение потребления цельных фруктов и овощей также не является полезным в долгосрочной перспективе. Действительно, проведенные исследования показывают, что у людей, которые длительное время получают менее 40 % углеводов в суточном рационе, повышается риск смерти. Правда, до сих пор не были проведены качественные исследования с участием людей, находящихся на истинной диете с низким содержанием углеводов (менее 30 %) или на кетогенной диете (менее 10 %).

Палеолитическая диета (диета с высоким содержанием белка)

Палеолитическая диета, или палеодиета, основана на представлении о пищевом рационе охотников и собирателей. Приблизительно 1,8 млн. лет назад, в условиях похолодания, появился Homo erectus (человек прямоходящий). В соответствии со своим названием он передвигался на двух ногах в вертикальном положении. Он носил с собой орудия, охотился, а кроме того, открыл огонь – огнем можно было пользоваться не только для защиты от хищников, но и для приготовления пищи – термическая обработка мясной и растительной пищи делает ее более легкой для переваривания. Наша диета перестала быть по преимуществу растительной, с употреблением в пищу по большей части фруктов, семечек и орехов, так как переход к термической обработке пищи значительно увеличил потребление мяса. Мясо привнесло в наш рацион больше белка и жира. Кроме того, уменьшился расход энергии на переваривание еды, что, в свою очередь, привело к уменьшению длины кишечника. Это высвободило энергию для мозга, и его размер увеличился.

Палеодиета предусматривает употребление постного мяса (например, дичи), рыбы, морепродуктов и яиц. Зелень, фрукты, ягоды и орехи не ограничиваются, но запрещается употреблять в пищу сахар, хлеб (включая хлеб из цельных злаков), картофель, бобовые (горох, фасоль и чечевицу), молочные продукты, алкоголь и кофе. Получается диета, богатая белком (около 30 % суточного калоража) и жиром (около 40 %), но с весьма скромным содержанием углеводов (около 30 %).

Такого рода питание, так же как диета с низким содержанием углеводов, имеет много достоинств. Высокое содержание белка в сочетании с отсутствием углеводов с высоким гликемическим индексом и сахара естественным образом приводит к уменьшению объема потребляемой пищи, поэтому насильственное ограничение по калориям здесь не нужно. В значительной степени смягчается течение метаболического синдрома. Проблема, однако, заключается в избыточном потреблении белка, что вызывает трудности (в том числе и финансовые) ее выдерживать. Как уже было сказано выше, чрезмерное потребление красного мяса и таких богатых умами видов пищи, как морепродукты, может повысить уровень мочевой кислоты в крови и увеличить риск сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Запрет на употребление молочных продуктов лишает человека положительного воздействия молочных белков, а также ограничивает поступление в организм достаточного количества кальция и витамина D. Диета с высоким содержанием белка не показана людям с хроническими заболеваниями почек, так как со временем она может усугубить их течение.

Средиземноморская диета (диета, богатая растительной пищей)

В средиземноморской диете основной упор делается на овощи, фрукты, орехи, бобовые и цельные злаки. Диета предусматривает также использование оливкового масла (источника мононенасыщенного жира) во многих блюдах, а также включает в себя рыбу и морепродукты (которые богаты омега-3 жирными кислотами) – по меньшей мере, два раза в неделю. Допустимо умеренное количество птицы, яиц и молочных продуктов; красное мясо едят нечасто. В сравнении с классической западной диетой эта содержит больше белка (20 %) и жира (35 %) и меньше углеводов (45 %).

В одном проведенном в 2020 г. исследовании сравнивали средиземноморскую диету с палеодиетой и интервальным голоданием среди лиц с избыточным весом; сопоставляли эффективность этих диет в отношении похудения и улучшения состояния метаболизма. Исследование продолжалось больше 1 года. Главное отличие палеодиеты от средиземноморской заключается в том, что в первой больше белка, в особенности в виде красного мяса, а в средиземноморской – больше цельных злаков и молочных продуктов. Интервальное голодание предусматривает сильное ограничение потребления калорий (около 500 в сутки) дважды в неделю без всяких ограничений в остальные дни.

Все диеты оказались полезными по истечению шести месяцев исследования в отношении похудения и улучшения метаболических показателей, в том числе процентного содержания жира, окружности талии, артериального давления, инсулинорезистентности и системного воспаления. Через год похудение оказалось максимальным в группе интервального голодания, затем следовала средиземноморская диета, в то время как улучшение метаболических показателей оказалось наибольшим в группе средиземноморской диеты (в особенности благоприятно она подействовала на инсулинорезистентность и систолическое артериальное давление).

Стоит, однако, заметить, что к концу первого года только около половины испытуемых из группы средиземноморской диеты продолжали ее придерживаться, еще меньше людей сохранили верность палеодиете – всего лишь одна треть. Было установлено, что полезны все три диеты, но ученые пришли к выводу, что средиземноморская диета и интервальное голодание имеют преимущество перед палеодиетой, вероятно, не в последнюю очередь потому, что ее трудно выдерживать.

Знакомьтесь – диета переключения

Учитывая трудности, связанные с соблюдением существующих диет, а также их риски, можно сказать, что открывается поле для новой диеты, которую легче соблюдать и которая благодаря знаниям о переключении в режим выживания должна привести к лучшим результатам. Опять-таки, хочу подчеркнуть, нашей целью является диета, которая отключит активацию режима выживания, чтобы мы смогли предупредить увеличение веса тела и поддержать или улучшить метаболическое здоровье – пусть даже и без потери избыточного веса. (В следующей главе мы разберемся, как использовать переключение для похудения и как можно включить в эту диету перемежающееся голодание.)

Итак, позвольте мне представить диету переключения.

В сравнении со стандартной западной диетой эта предусматривает небольшое ограничение потребления углеводов (около 45 % суточного калоража) с небольшим увеличением содержания белка (20 %) и жира (35 %). Это похоже на обычную диету, которой придерживается большинство людей, и поэтому ее легче соблюдать в течение длительного срока.

В том, что касается углеводов, то начальной целью должно быть уменьшение доли добавленных сахаров от текущего потребления 15–20 % калоража до 10 % (около 200 калорий, что равно 50 г или 12 чайным ложкам, из расчета суточного потребления 2000 калорий), что соответствует стандартам Администрации по контролю за продуктами питания и лекарствами. Такое начальное, весьма скромное ограничение сделает более достижимой приверженность диете. Тем не менее запрещается питье напитков с добавленными сахарами. Перспективная цель, которой, надо надеяться, удастся достичь через год, заключается в уменьшении доли добавленных сахаров до приблизительно 5 %, то есть в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения.

Для потребления натуральных сахаров, присутствующих в пище, я рекомендую съедать в день три-четыре фрукта ежедневно, лучше с перерывами в несколько часов. Надо ограничить потребление фруктов, содержащих больше 8 граммов на одну порцию, или есть их по половине. Следует как можно реже есть сухофрукты и пить фруктовые соки, а лучше вообще этого не делать. Джемов, желе, яблочной пасты и других фруктовых концентратов следует избегать, но при необходимости вы можете ознакомиться на этикетке с содержанием в них общего сахара[52]. Если порция содержит меньше 8 г общего сахара, то, значит, в ней меньше 4 граммов фруктозы, и этот продукт можно со спокойной совестью есть. Разрешаются не содержащие сахара джемы и желе.

Я рекомендую сократить потребление продуктов с высоким гликемическим индексом, в том числе рис, хлеб, картофель, очищенные крупы и большие порции макаронных изделий. Для того чтобы узнать, как лично вы реагируете на эти продукты, полезно воспользоваться устройством для мониторинга глюкозы крови; целью является поддержание уровня глюкозы ниже 6,66 ммоль/л после еды. Наоборот, желательно потребление углеводов с низким гликемическим индексом – особенно овощей и продуктов, богатых клетчаткой. Ежедневно можно съедать один-два ломтика цельного хлеба и порцию каши из необработанного овса с минимальным добавлением сахара[53].

Что касается белков, то я бы объединил в одну группу красное мясо и морепродукты – такие как креветки и лобстеры, и ограничил их потребление двумя или меньше разами в неделю, но посоветовал бы сделать упор на богатую белками диету из рыбы, птицы и молочных продуктов, а также на растительные белки.

Относительно жира я отдаю предпочтение продуктам, богатым мононенасыщенными жирами (особенно оливковому маслу) или омега-3 жирными кислотами. Приправы к салатам, содержащие оливковое масло или масло грецкого ореха, лучше, чем приправы на основе сыра с плесенью. Насыщенные жиры следует ограничить до 10 % суточного калоража или меньше.

Однако помните: прежде чем приступать к новой диете, посоветуйтесь с вашим врачом.

Совершенно случайно наша диета совпала с диетическими рекомендациями доктора Дариуша Мозафарьяна из Университета Тафта; его диета была предложена для профилактики метаболических и сердечно-сосудистых расстройств. Он разработал свою диету, исходя из клинических данных и данных клинических исследований, а наша работа базируется на изучении природы переключения в режим выживания, но два разных подхода привели к одному результату, и это великолепно. Значит, наш подход к диете, скорее всего, верен.

Пока мы уделяли внимание основным питательным веществам, макронутриентам. Но наши исследования позволяют дать рекомендации и в нескольких дополнительных областях.

Вода и соль

Ожирение, если вы помните, есть состояние, сопровождаемое обезвоживанием, но это наблюдение, так же как и важность гидратации как средства профилактики и лечения ожирения, часто игнорируется нутрициологами и диетологами. У людей с ожирением всегда налицо признаки обезвоживания, а некоторые из них выпивают в день меньше 500 мл воды. Поэтому поддержание адекватной гидратации является критически важным компонентом переключающей диеты.

Самый простой способ убедиться в том, что вы пьете достаточно воды, – это посмотреть, какого цвета ваша моча: темно-желтый цвет говорит о том, что вы пьете слишком мало воды. В норме человек выделяет за сутки около полутора литров мочи, и цель заключается в том, чтобы для восполнения потерь выпивать в день 2,5–3 литра воды; при этом цвет мочи становится соломенно-желтым. У врачей, правда, другие, более сложные способы определения степени обезвоженности. Для этого можно измерить концентрацию соли в крови[54] или оценить, насколько концентрированной является ваша моча[55]. Кроме того, вам могут назначить анализ на копептин, чтобы выяснить концентрацию вазопрессина в крови.

Европейское агентство по безопасности продуктов питания рекомендует мужчинам выпивать в день 2,5 литра воды, а женщинам – 2 литра[56]. Так как много воды содержится в пищевых продуктах, то я рекомендую выпивать в день от шести до восьми стаканов воды. Один из подходов заключается в том, чтобы пить по стакану воды за едой, а в промежутках между едой выпивать один-два стакана. Другими словами, каждый раз, когда садитесь есть или перекусывать, выпивайте стакан воды. Если вы находитесь на жаре или в засушливом месте, то пить надо больше.

Потребление соли надо ограничить, потому что соль, как и питье сахаристых напитков, может вызвать обезвоживание. Большинство людей съедает в день 10–12 г соли, но Институт медицины (и ваш покорный слуга) рекомендует потреблять 5–6 г соли в день.[57] Обильным источником соли являются готовые продукты. Например, в чизбургере и жареной картошке содержится 3 грамма соли, а в чизбургере домашнего приготовления всего 0,5 г. Точно так же готовое ризотто на вынос в магазине содержит больше 3 г соли, а домашнее ризотто может содержать не больше четверти грамма. Берегитесь также распространенной практики накачивания мяса, рыбы и креветок солью; это делается, чтобы увеличить объем продукта. Я обнаружил это однажды, когда жарил креветки на гриле; они уменьшились в объеме наполовину, выделив воду (но соль-то при этом осталась внутри).

К другим продуктам, богатым солью, относятся картофель фри, чипсы и попкорн. Когда мне приходится есть попкорн в кино (таков наш семейный ритуал), то на следующий день я отмечаю, что прибавил в весе. Сначала я думал, что все дело в воде, которая задерживается в организме благодаря соли, но наши работы показали, что острым эффектом массивного потребления соли может быть увеличение содержания гликогена в печени.

Если вам приходится есть соленую пищу, пейте много воды. Питье воды до такой трапезы может даже предотвратить появление жажды и активацию переключения в режим выживания. Можно еще попытаться заменить соль какой-нибудь другой приправой, например, кориандром, укропом, чесноком, имбирем, лимонным соком, луком, перцем, розмарином, шалфеем, эстрагоном или уксусом; такие добавки делают вкус продукта приятным, но не активируют переключение.

И, наконец, воды тоже может быть слишком много. Можно получить водную интоксикацию, состояние, при котором значительно снижается концентрация соли в крови (врачи называют это гипонатриемией); гипонатриемия вызывает головную боль, неудержимую зевоту и тошноту. В редких случаях такое состояние может угрожать жизни, и дело доходит до судорог и комы. Риск водной интоксикации возрастает во время марафонского бега или при интенсивной физической нагрузке, а также после хирургических операций, особенно гинекологических[58]. Риск водной интоксикации повышен при таких заболеваниях, как сердечная или почечная недостаточность. Для того чтобы избежать этого состояния, не пейте больше 8 стаканов воды в день – это общее правило. Если вы участвуете в марафоне или выполняете интенсивную физическую нагрузку, то пейте ровно столько воды, сколько достаточно для устранения жажды. И, наконец, если вы страдаете каким-либо серьезным хроническим заболеванием, спросите у врача, сколько воды вам следует пить.

Продукты со вкусом умами

Наши исследования привели нас к открытию того, что продукты со вкусом умами (содержащие глутамат или нуклеотиды АМФ и ИМФ) активируют переключение в режим выживания, непосредственно стимулируя синтез мочевой кислоты[59]. Это наблюдение сильно меня расстроило, потому что долгое время продукты со вкусом умами считались безвредными и даже полезными для здоровья.

Однако в экспериментах нам приходилось, можно сказать, до отвала кормить крыс этими веществами, чтобы запустить прибавку в весе. Поэтому я считаю, что в небольших количествах потребление таких продуктов со вкусом умами, как анчоусы в салате, несколько устриц, капля приправы из сыра с плесенью или пара сушеных томатов, не навредит вашему здоровью.

Исключением из этого правила является пиво. Я рекомендую пить его как можно меньше, а лучше вообще от него отказаться (я понимаю, что это может оказаться непосильной задачей). Я также рекомендую ограничить потребление таких продуктов со вкусом умами, как сардины и ракообразные (например, креветки, крабы и лобстеры). Более того, если у вас в крови повышено содержание мочевой кислоты (выше 6 мг% у женщин и выше 7 мг% у мужчин), то вам надо с еще большей осторожностью относиться к продуктам со вкусом умами.

Молочные продукты

Белки молока противодействуют переключению в режим выживания, снижая уровень мочевой кислоты в крови, а это сопряжено с более низким риском развития подагры и сахарного диабета, поэтому в целом потребление молочных продуктов желательно. Потребление несладких молочных продуктов также связано с меньшим риском ожирения, сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Стандартное добавление в молоко витамина D еще больше усиливает его полезные свойства особенно в свете того, что, как было показано, мочевая кислота взаимодействует с метаболизмом витамина D.

Так как насыщенный жир, присутствующий в цельном молоке и сыре, может увеличить риск повышения уровня холестерина, можно выбрать молочные продукты с пониженным содержанием жира, например, обезжиренное молоко или йогурт. Однако цельное молоко и масло вполне подойдут вам, если уровень холестерина у вас находится в пределах нормы (ниже 2,6 ммоль/л[60]). Нет ничего страшного и в большинстве сыров, хотя стоит ограничить потребление сыров, в которых много веществ со вкусом умами, например, сыров с большим содержанием плесени (горгонзола, рокфор, камамбер), а также выдержанных сыров (пармезан). Можно есть и мороженое, если в нем мало углеводов (например, есть сорта, в которые для сладости добавляют мальтитол). Однако мальтитол может вызывать болезненную тягу к сладкому, поэтому я рекомендую есть мороженое только по очень большим праздникам.

Кофе, чай и шоколад

Кофе непосредственно противодействует переключению в режим выживания, так как один из его метаболитов может блокировать образование мочевой кислоты. Именно поэтому в одном исследовании было показано, что пятьчашек кофе в день (без добавления сахара) на 50 % уменьшает риск развития сахарного диабета или подагры. Хотя кофеин по своим свойствам является стимулятором, он оказывает очень незначительное воздействие на уровень артериального давления. Учитывая эти данные, я рекомендую пить кофе, хотя лично для меня пять чашек – это очень много!

Чай, особенно зеленый и тоже без сахара, тоже является здоровым напитком. Во многих сортах чая содержатся флавоноиды; эти содержащиеся в растениях вещества оказывают многообразное (как правило, оздоравливающее) биологическое действие. Например, было показано, что некоторые флавоноиды тоже блокируют переключение в режим выживания, хотя и довольно слабо.

Какао, по крайней мере, в том виде, в каком его продают в магазинах, как правило, содержит сахар и поэтому не рекомендуется, хотя горький напиток какао, такой, какой пьют люди племени гуна, может блокировать переключение. Темный шоколад (с содержанием какао 70 % и больше) полезен, и его можно рекомендовать. В 30 г содержится 30–40 мг эпикатехина; этот биологически активный компонент шоколада оказывает защитное действие против метаболического синдрома. Альтернативно можно принимать эпикатехин в виде биологически активной добавки (дозы варьируют от 30 до 300 мг), хотя чистота и активность этих добавок может варьироваться.

Алкоголь

Алкоголь следует считать своего рода сахаром, так как, подобно глюкозе, он может запускать активацию полиольного пути, который приводит к образованию фруктозы. Таким образом, алкоголь прямо и непосредственно активирует переключение в режим выживания. Конечно, не все алкогольные напитки равноценны в этом отношении. Особенно вредно в этом контексте пиво, так как в нем присутствуют пивные дрожжи, то есть, как мы уже упоминали, пиво – это продукт со вкусом умами, который активирует переключение. Во многих напитках смешивают алкоголь с соками или другими безалкогольными напитками. Ром и сладкие вина, такие как шерри и портвейн, кроме того, содержат большое количество сахарозы.

Для многих из нас отказ от алкоголя – трудная проблема, это еще труднее, чем отказаться от сахара. Любителям пива я советую для начала пить пиво небольшими порциями за один раз и постепенно заменять пиво несладким вином. То же самое касается и любителей крепких напитков. Какой бы алкоголь вы ни предпочитали, его надо смаковать, а не впивать залпом. В промежутках между глотками спиртного напитка пейте воду. Это позволит поддерживать уровень алкоголя в крови на низком уровне, чтобы не допустить стимуляции синтеза фруктозы.

Бокал вина с хорошей едой создает приподнятое настроение и приносит пользу здоровью отчасти за счет влияния на уровень холестерина (особенно холестерина ЛПВП, то есть хорошего холестерина). Вполне допустимо выпить по случаю пару бокалов вина. Однако следует помнить, что по своему действию алкоголь похож на сахар, и относиться к нему надо соответственно.

Витамин C

И, наконец, я настоятельно рекомендую прием витамина C, который помогает блокировать вредное переключение, стимулируя выведение мочевой кислоты с мочой и блокируя ее воздействие на энергетические станции клеток организма. В день следует принимать не больше 0,5–1,0 грамма. Прием больших доз может привести к образованию почечных камней. Кстати, это еще один повод пить больше воды, так как адекватная гидратация снижает риск образования камней.

Диета, приведенная выше, нацелена на предупреждение избыточного веса и улучшение состояния общего здоровья. Если эти советы вдруг помогут вам сбросить лишний вес, то это будет большой удачей, потому что этот режим питания не был специально разработан для похудения. К этому вопросу мы сейчас и обратимся.

Глава 10. Восстановление исходного веса и увеличение здоровой продолжительности жизни

Марк Твен однажды сказал, что нет ничего легче, чем бросить курить – он делал это тысячу раз. То же самое можно сказать и о похудении. Сбросить лишний вес относительно легко, и многие из нас могут насчитать немало случаев, когда мы садились на диету и сбрасывали достаточное число фунтов для того, чтобы это заметили родственники и друзья. В литературе можно найти полно диет, которые гарантируют успешное похудение. Но проблема не в том, чтобы потерять вес. Проблема в том, что он набирается снова. Многим людям трудно выдерживать режим, и в конечном счете все возвращается на круги своя – человек соскальзывает к своим старым привычкам. Вес снова медленно увеличивается и становится таким, каким он был в начале нашей героической попытки, и остается неизменным до следующей попытки сесть на диету.

Это неблагоприятно сказывается на здоровье. Конечно, верно, что мы часто видим людей с избыточным весом или ожирением, которые в остальном кажутся абсолютно здоровыми, но из исследований мы знаем, что они все равно подвержены повышенному риску сахарного диабета и гипертонии, а также и многих других заболеваний. Длительный период избыточного веса может ограничить продолжительность здоровой жизни, то есть периода времени, в течение которого мы пользуемся хорошим здоровьем и имеем возможность радоваться жизни и получать от нее удовольствие. Поэтому очень важно не только сбросить лишний вес, но и удержать это достижение.

Одни диетологи и нутрициологи давно пытаются предупредить повторный набор веса за счет интенсивного консультирования, используют социальные сети, работают с группами лично и в интернете, напоминают о каких-то мерах по телефону, через подкасты и приложения, которые помогают пациентам считать, записывать и сообщать о числе поглощенных калорий в надежде, что все эти вещи удержат вас на правильном пути. Другие подсчитывают калории и граммы за вас. Некоторые диеты предписывают ограничение калорий и советуют способы подавления чувства голода, когда оно возникает. Но, несмотря на все эти меры, тяжело не только достичь желаемого веса; еще труднее удержаться в этом весе достаточно долго.

Тем, кто смог вернуться к своему идеальному весу и закрепиться в нем, повезло; перед ними открывается возможность вернуть себе былую энергию и наслаждаться жизнью как раньше. Однако для других необходимость придерживаться диеты и плана физических нагрузок продолжает требовать постоянной бдительности и громадного эмоционального напряжения.

Выше мы уже обсуждали, как диетологи и нутрициологи изначально смотрели на неудачи в удержании сниженного веса – они считали это издержкой жизни в западном обществе, где потребность в физических нагрузках минимальна, так как есть доступ к точкам быстрого питания, готовой пище и полуфабрикатам. Но, однако, ученые медики и биологи с горечью осознали, что неспособность поддерживать сниженный вес возникает не благодаря культуре западного общества. Невозможность восстановить прежний вес – не следствие неумения принимать и выполнять решения или отсутствия моральных сил. Так же как существуют биологические причины увеличения веса, есть такие же биологические причины, которыми объясняется трудность поддержания веса после его снижения. Важно, что наши исследования переключения в режим выживания могут объяснить биологическую подоплеку этого феномена и, что еще лучше, представить необходимое решение.

Неспособность восстановить исходный вес тела не является следствием неумения принимать решения или недостатка моральных сил. Все дело в биологии этого явления.

Почему многие люди снова набирают лишний вес после успешного похудения?

Было проведено великое множество исследований в попытке понять биологическую причину того, почему люди после успешного похудения на определенной диете снова набирают избыточный вес. Полного ответа на этот вопрос пока нет; специалисты по питанию продолжают интенсивные поиски. Тем не менее я уверен, что знания, приобретенные за счет понимания механизма переключения в режим выживания, помогут нам дать ответы на эту загадку, позволят придумать способ профилактики повторного набора лишнего веса. Это означает, что в один прекрасный день мы научимся не только лечить ожирение и сопутствующие ему болезни, но и излечивать их.

Главная биологическая проблема заключается в том, что за тот период, что вы страдаете избыточным весом или ожирением, организм приучается думать, что это нормальный для вас вес, и старается его сохранить. Это означает, что, когда вы садитесь на диету, организм отвечает снижением расхода энергии. Это подавление интенсивного метаболизма ограничивает ваши успехи в снижении веса. У вас усиливается чувство голода, что заставляет вас больше есть, чтобы набрать тот вес, который вы уже потеряли.

Это имеет неприятные последствия для тех, кто теряет вес с помощью соблюдения диеты. Съедание порции еды, которая раньше позволяла вам просто удерживать вес на постоянном уровне, теперь ведет к увеличению веса. Чем больше веса вы теряете, тем меньше вам следует есть. Именно поэтому даже мировые рекордсмены по продолжительности голодания никогда не достигали своего исходного нормального веса. Когда вы голодаете в течение продолжительного периода времени, потребность в энергии уменьшается, как, скажем, у животного, впавшего в спячку. Поскольку вы расходуете все меньше и меньше энергии, темп потери веса, соответственно, замедляется. При всех положительных сторонах голодания одного его недостаточно.

Многим хочется весить, как в юности, но это трудная задача – есть за столом вдвое меньше соседа, которому, несмотря на это, вполне удается поддерживать свой нормальный вес. Создается впечатление, что вашему организму зачем-то нужен этот лишний жир, в то время как вы хотите нормально есть, чтобы получить больше энергии. Представляется, что невозможно решить эту головоломку. Я называю эту ситуацию «ловушкой».

Возможная причина попадания в ловушку избыточного веса

Вспомним, что большая часть энергии, которую мы расходуем, поступает из наших энергетических станций, из митохондрий. Эта энергия производится за счет АТФ и используется для осуществления биологических процессов и поддержания обмена веществ в организме, иначе называемого метаболизмом. Когда мы едим фруктозу, она образует мочевую кислоту, которая, в свою очередь, вызывает окислительный стресс в энергетических станциях. В результате снижается продукция АТФ, и калории, образующиеся за счет расщепления фруктозы, расходуются на запасание жира и гликогена. Этот процесс позволяет запасать энергию на тот случай, когда еда станет недоступной.

Как уже было сказано выше, окислительный стресс, который возникает в результате активации переключения, может причинять вред энергетическим станциям и всему остальному организму. Однако в дикой природе этот окислительный стресс является непродолжительным, и энергетические станции восстанавливаются. Мы же находимся в полномасштабном режиме этого переключения непрерывно в течение многих лет. То, что было задумано как временное подавление продукции энергии митохондриями с целью непосредственного выживания, становится перманентным с тяжелыми для нас последствиями.

При длительной экспозиции к окислительному стрессу со временем в энергетических станциях происходят структурные изменения. Они становятся меньше, функция митохондрий подавляется. Они теперь производят меньше энергии даже в том случае, если переключение в режим выживания не активировано. Это перезагружает программу метаболизма, снижает продукцию энергии и использует ее на прибавление в весе. Так как организм теперь думает, что ваш избыточный вес – это норма, он считает потерю его угрозой вашему выживанию и отвечает еще большим изменением метаболизма. С этого момента метаболизм становится вашим врагом!

Последствия хронической активации переключения касаются не только веса тела или даже энергии. Есть доказательства того, что хронический или рецидивирующий окислительный стресс ускоряет процесс старения – именно он отвечает за раннее появление морщин и медленное изнашивание внутренних органов. Всякое потребление пищи в той или иной степени вызывает окислительный стресс в энергетических станциях (и именно поэтому ограничение потребления калорий может продлить жизнь). Но дело в том, что фруктоза вызывает более сильный окислительный стресс в митохондриях, чем другие продукты питания.

Мне поэтому представляется, что лечить ожирение легче, когда мы начинам делать это рано, когда еще нет стойкого повреждения митохондрий. Действительно, мой личный опыт говорит, что намного легче лечить ожирение у детей и подростков; при этом можно всего лишь модифицировать диету и ограничить потребление продуктов, которые могут активировать переключение. Дело в том, что у молодых людей все еще сохраняется великое множество нормально работающих митохондрий. Наоборот, очень трудно лечить людей, страдающих ожирением в течение многих лет, так как их энергетические станции в течение всего этого времени подвергались интенсивному окислительному стрессу. Но все же лечение возможно и в этом случае. Главное – это реабилитация митохондрий.

Излечить ожирение можно повышением выработки энергии в митохондриях

Идея о ловушке избыточного веса и снижения продукции энергии звучит весьма удручающе, но эти состояния могут быть обратимыми – мы имеем возможность восстановить наши энергетические станции. Для достижения этой цели возможны два пути. Во-первых, надо свести к минимуму повреждающие воздействия на митохондрии, чтобы у них было время на естественное выздоровление. Этот поход зиждется на блокировании непрерывной активации механизмов переключения в режим выживания. Во-вторых, требуется активно стимулировать репарацию энергетических станций, а еще лучше стимулировать образование новых митохондрий на замену утраченных.

Прежде чем мы обсудим, как это сделать, я хочу предложить вам простой способ, посредством которого вы сможете определить состояние ваших митохондрий; оцените вашу естественную походку или скорость, с какой вы ходите. Самый простой способ это сделать – засечь время и обойти вокруг квартала с включенным шагомером. После этого вам надо будет просто поделить число шагов на время и узнать, сколько шагов вы делаете за одну секунду. Еще проще просто определить, сколько времени вам требуется для того, чтобы обойти квартал, а затем сравнить это время со временем, которое получится во время следующей прогулки; так вы сможете узнать, изменилось ли состояние ваших митохондрий. Важно идти в привычном темпе, а не целенаправленно ускорять шаг[61]. В норме скорость ходьбы составляет около четырех шагов в секунду, но может варьировать от двух до шести шагов в секунду. Я бы поставил целью достижения скорости 4 фута в секунду. Скорость ходьбы у людей, длительно страдающих ожирением, меньше и в среднем равняется трем футам в секунду.

Проведенные исследования показывают, что скорость естественной ходьбы коррелирует с качеством митохондрий и что люди с быстрой походкой живут дольше и обладают хорошим здоровьем. Снижение скорости ходьбы связано с повышенной утомляемостью и уменьшением количества АТФ в скелетных мышцах. Интересно отметить, что молодые люди с избыточным весом ходят с такой же скоростью, что и другие молодые люди, и разница в скорости становится заметной лишь с возрастом.

Восстановить энергетические станции возможно.

Я советую вам пойти на прогулку и измерить скорость вашей естественной ходьбы. Это не только подскажет вам, насколько легко вам будет похудеть, но позволит отслеживать изменения скорости ходьбы с течением времени, то есть оценить прогресс лечения избыточного веса.

Блокирование жирового переключения

В предыдущей главе мы обсуждали способы сведения к минимуму активации переключения в режим выживания, в том числе ограничение потребления добавленных сахаров, например, сахарозы или напитков с повышенным содержанием фруктозы, преимущественное потребление углеводов с низким гликемическим индексом, ограничение потребления углеводов с высоким гликемическим индексом, питье большого количества воды и снижение потребления соли. Как все эти диетические изменения влияют на энергетические станции?

Мы смогли разобраться в этом в ходе клинического испытания, проведенного в Мехико учеными Магдаленой Мадеро и Габи Санчес-Лосадой. Участвовавшие в испытании пациенты получали либо диету с умеренным ограничением соли (6 г соли в сутки или меньше) или с ограничением соли и фруктозы (20 г фруктозы в день). Через восемь недель в группе с ограничением соли произошло шестикратное увеличение числа митохондрий в лейкоцитах циркулирующей крови; в группе с ограничением и соли, и фруктозы число митохондрий в лейкоцитах увеличилось в семьдесят раз. (В идеале было бы, конечно, интересно посмотреть изменение числа митохондрий в клетках других важных органов – мозге, печени и мышцах, но такое исследование было нам недоступно.) Эти результаты тем не менее воодушевляют: похоже, что работа энергетических станций улучшается при ограничении потребления фруктозы и соли.

Другим способом подавить активацию переключения в режим выживания является интервальное голодание. Это можно сделать различными способами, в том числе в течение дня (например, приняв план 16:8, когда в течение 16 часов человек голодает, а в течение 8 часов может есть) или когда голодание распределено на определенные дни недели (например, по схеме 5:2, когда каждую неделю два дня человек голодает, а остальные пять дней питается нормально). У интервального голодания есть определенные привлекательные черты, так как оно имитирует жизнь в дикой природе и в периоды голодания переключение не активируется. Помимо того что этот способ ограничивает общее потребление калорий и способствует потере веса, он также приносит пользу здоровью вообще, так как предотвращает активацию переключения, то есть уменьшает интенсивность окислительного стресса в митохондриях. Некоторые исследования дают основания предполагать, что интервальное голодание может стимулировать рост митохондрий. Оно также снижает риск развития инсулинорезистентности и сахарного диабета, системных воспалений и болезни Альцгеймера.

Профилактика повреждения митохондрий очень важна для их сохранения, но одного этого недостаточно, чтобы снизить вес и удержать его, особенно если избыточный вес был у человека длительное время. Помимо ограничения потребления соли и фруктозы что еще можно сделать? Ответ можно найти, изучая особенности одной группы людей, которые, по существу, являются сверхлюдьми. Речь идет об элитных спортсменах.

Стимуляция роста митохондрий: уроки от сверхлюдей

У меня есть друг, Иньиго Сан Мильян; в течение нескольких лет он был профессиональным спортсменом (европейский футбол, шоссейные велогонки), прежде чем стал физиологом и занялся вопросом о природе исключительных достижений элитных спортсменов. Его работы (как и работы других специалистов) продемонстрировали, что ведущие мировые спортсмены – которых он называет «сверхлюдьми» – обладают превосходными митохондриями и благодаря этому проявляют то, что он именует «метаболической гибкостью» – способностью переключаться от использования жира к использованию углеводов для выработки энергии. Например, работая с низкой или умеренной интенсивностью, спортсмен потребляет для производства энергии жир, но при выполнении запредельно интенсивных нагрузок он сжигает в первую очередь углеводы. Наоборот, люди, страдающие ожирением, такой гибкости не проявляют. Так как они не расходуют жир, то они способны выполнять нагрузки лишь в течение непродолжительного времени; потребление кислорода у них составляет всего одну треть от того количества, какое потребляет элитный спортсмен. Это позволяет утверждать, что при ожирении энергетические станции, которые для производства энергии используют кислород, работают с неполной нагрузкой.

Одним из самых замечательных открытий Иньиго является обнаружение важности лактата (молочной кислоты) в развитии метаболической гибкости. Лактат, циркулирующий в крови, – это то самое вещество, которое вызывает утомление мышц. Лактат в большом количестве образуется в ходе метаболизма глюкозы и с естественно-исторической точки зрения является шлаком. Однако оказалось, что люди со здоровыми митохондриями, например, элитные спортсмены, используют лактат как дополнительный источник энергии, включая его в работу энергетических станций, которые превращают его в АТФ. В результате такие люди могут длительно, до запредельного накопления лактата, выполнять нагрузки, не прекращая их и не снижая их интенсивности. Наоборот, люди, страдающие ожирением, с трудом используют лактат как источник энергии; поэтому он быстро накапливается у них в крови, нарушая их способность к длительным и интенсивным физическим нагрузкам. Таким образом, точно определить состояние здоровья митохондрий можно, измеряя скорость накопления лактата в крови; по этому показателю можно судить, насколько велика у данного индивида метаболическая гибкость.

Иньиго также установил, что высокая концентрация лактата в крови может нарушать функцию митохондрий так же, как это делает мочевая кислота. В связи с этим интересно, что в ходе метаболизма фруктозы образуется больше лактата, чем в ходе метаболизма глюкозы; приблизительно 25 % фруктозы в конце концов превращается в лактат. Это позволяет утверждать, что еще одним способом, каким фруктоза может негативно влиять на энергетические станции, является продукция лактата.

Повышенная продукция энергии в митохондриях позволяет элитным спортсменам не только устанавливать мировые рекорды на международных соревнованиях. Она также позволяет им избегать ожирения, сахарного диабета, сердечных заболеваний и рака. Им не нужна никакая специальная диета, например, диеты с низким содержанием углеводов или с высоким содержанием белка, чтобы сохранять эти эффекты. На самом деле они часто предпочитают углеводы, так как это самый важный источник энергии для мышц при выполнении интенсивных нагрузок; углеводы в диете позволяют сохранять высокий уровень содержания гликогена в мышцах.

Элитные спортсмены, сверхлюди, имеют такие продуктивные энергетические станции, каких нет ни у кого в мире. Но почему это так? Почему их энергетические станции столь эффективны? Хотя, вероятно, здесь играют роль многие факторы, включая наследственные, самым волнующим из них является то, что физические нагрузки сами по себе могут стимулировать рост митохондрий. Весь фокус, однако, заключается в том, что нагрузки надо регулировать определенным образом.

Увеличение числа энергетических станций

Какие упражнения наиболее эффективно улучшают функции митохондрий? Исследованию этого вопроса было посвящено много исследований. Во-первых, лучше всего выполнять упражнения на выносливость, например, ходьба, упражнения на беговой дорожке или езда на велосипеде, в противоположность поднятию тяжестей, которое не требует выносливости[62]. Во-вторых, упражнения наиболее эффективны, если перед их выполнением вы либо голодаете, либо не едите углеводов. В-третьих, упражнения должны непрерывно продолжаться не менее одного часа, и делать их надо не реже трех-четырех раз в неделю. Это нужно делать, потому что для активации процесса роста митохондрий необходимо некоторое время, и поэтому упражнения длительностью менее получаса редко приводят к успеху.

Имеет значение и интенсивность упражнений. Как показал Иньиго, когда в крови начинает накапливаться лактат, то вы не только начинаете чувствовать утомление; высокая концентрация лактата угнетает способность митохондрий сжигать жир, и в результате вы теряете способность дальше выполнять упражнение. Таким образом, весь фокус заключается в том, чтобы подобрать такую интенсивность нагрузки, чтобы вы могли выполнять ее в течение часа, не испытывая утомления, то есть не накапливая лактат. Уровень такой нагрузки сильно варьирует у разных людей. Люди с нарушенной функцией митохондрий, например, больные, длительно страдающие ожирением или метаболическим синдромом, должны выполнять нагрузки с меньшей скоростью, чем спортсмены-любители или профессионалы.

Хотя самым точным способом определения подходящей для вас интенсивности нагрузок является приобретение набора для определения уровня лактата в крови, есть и обходные пути определения адекватного уровня нагрузки. Самый простой (именно его рекомендует Иньиго) – это оценка интенсивности дыхания и способности говорить. Правильный уровень нагрузки позволяет вам одновременно говорить, хотя и с определенными трудностями. Если вы можете говорить и дышать, выполняя упражнение, так же свободно, как в состоянии покоя, то, значит, вы не дорабатываете. Если же вы вообще не в состоянии поддерживать разговор, то, значит, вы переусердствовали.

Упражнения обычно распределяют по зонам в зависимости от частоты сердечных сокращений. Уровень нагрузки, оптимальный для улучшения функции митохондрий, соответствует зоне 2 (Иньиго обозначает ее Z2); обычно она соответствует легкой нагрузке, при выполнении которой частота сердечных сокращений составляет приблизительно 70 % максимальной частоты сокращений здорового сердца. Некоторые люди используют таблицы и формулы для расчета частоты сердечных сокращений, которой надо достичь для того, чтобы остаться в зоне 2[63], но, к сожалению, достоверность этих методов не доказана. Для каждого человека характерна его собственная индивидуальная максимальная частота сердечных сокращений, а это означает, что по стандартной формуле вы можете вычислить не подходящую для вас величину и попадете в зону нагрузки, неблагоприятную для функции ваших митохондрий. Кроме того, прием таких лекарств, как, например, бета-блокаторы, могут затруднить достижение расчетной величины частоты сердечных сокращений. Поэтому я предпочитаю определять сожержание лактата в крови во время выполнения упражнений или следовать простейшему тесту на способность говорить, по способу Иньиго. В любом случае обсудите со своим врачом, какая частота сердечных сокращений безопасна для вас, прежде чем приступать к физическим упражнениям.

Польза от упражнений заключается не просто в том, чтобы сжечь лишний жир и сделать вас сильным. И дело не только в том, что физические нагрузки внушают чувство удовлетворения, успеха, доставляют удовольствие (приносят «мышечную радость», о которой вы, вероятно слышали). Главная польза от физических упражнений – это содержание в порядке ваших энергетических станций и стимуляция их роста. Это, в свою очередь, позволяет избежать ловушки избыточного веса и неспособности поддерживать сниженный вес после диетического лечения. Действительно, мой сотрудник, ведущий специалист по ожирению, Пол Маклин установил, что физические нагрузки помогают избежать повторного набора веса у ожиревших лабораторных крыс после того, как они потеряли лишний вес в результате назначения соответствующей диеты.

Есть очень мало способов, помимо физических упражнений, которые бы в той же мере стимулировали восстановление энергетических станций, утраченных в результате хронической активации переключения в режим выживания. Один из таких способов – это интервальное голодание, о котором было сказано выше. Есть еще данные о том, что рост митохондрий можно стимулировать специфическими пищевыми добавками (иногда их называют «упражнениями во флаконе»).

Одним из самых действенных медикаментозных способов стимуляции роста митохондрий является прием добавки, содержащей эпикатехин. Как вы, возможно, помните, это то вещество, которое присутствует в темном шоколаде и горьком какао, которое защищает людей племени гуна от ожирения. Эпикатехин содержится также в семенах бразильского фрукта гуараны. Ацтекские бегуны, которые славились тем, что могли, доставляя послания, преодолевать за день более 400 км, в больших количествах пили горький какао, что позволяет объяснить их достижения в беге. Зеленый чай содержит похожее, но менее мощное по действию вещество, эпигаллокатехин. Таким образом, для функции митохондрий могут быть полезны темный шоколад (с содержанием горького какао не меньше 70 %) и зеленый чай.

Другими добавками, которыми пользуются для подстегивания функции митохондрий, являются карнитин и коэнзим Q, но помогают ли они увеличивать число митохондрий, пока, насколько мне известно, не определено.

Надо также избегать приема добавок, которые могут свести на нет ваши попытки восстановить энергетические станции. Добавки с антиоксидантами, такими как N-ацетилцистеин, альфа-липоксин и витамин C, хотя и полезны в плане подавления окислительного стресса, вызывающего повреждение митохондрий, могут по иронии судьбы нарушить процесс восстановления митохондрий. Поэтому, хотя я и рекомендую витамин C людям с нормальным весом, которые хотят блокировать активацию переключения в режим выживания, я бы не стал рекомендовать вам прием больше 500 мг в сутки, если вы стараетесь сбросить лишний вес. Здесь главной целью является увеличение числа митохондрий, а данные некоторых исследований говорят о том, что суточная доза витамина C в 1000 мг может заблокировать этот процесс, хотя витамин C, вообще говоря, полезен при метаболическом синдроме.

В целом же можно сказать, что физические упражнения остаются самым надежным и проверенным способом улучшить состояние энергетических станций. Мои рекомендации: быстро ходить, ездить на велосипеде или бегать с такой скоростью, чтобы по ходу выполнения упражнения вы были в состоянии говорить. Упражнения надо выполнять по часу несколько раз в неделю.

Еще одна польза от здоровых митохондрий: блокирование эффектов старения

Если мы сможем защитить и размножить наши энергетические станции, то, вероятно, это даст нам возможность замедлить процесс старения и помочь поддержать в добром здравии сердце и головной мозг. Считается, что старение является результатом хронического воздействия на организм окислительного стресса, особенно же этот стресс вреден для митохондрий. Это позволяет утверждать, что хроническое потребление фруктозы может ускорять старение, а противоядием может служить стимуляция роста и размножения митохондрий.

Были проведены исследования, показавшие, что потребление сахара может уменьшить ожидаемую продолжительность жизни в дополнение к повышению риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний и деменции. Очень наглядными являются исследования, проведенные на дрозофилах, излюбленном объекте биологов. Эти крошечные насекомые с большими кирпично-красными глазами любят посещать кухни и застолья на верандах, где они ищут свой любимый корм – фрукты, богатые фруктозой.

Но что происходит, если этому насекомому вместо фруктозы предложить жидкость, содержащую сахарозу? Надо сказать, что она пришлась плодовым мушкам по вкусу! Если мушка пьет раствор сахарозы, то она становится жирной, заболевает диабетом и умирает молодой от обезвоживания и почечной недостаточности; все эти неприятности возникают под действием мочевой кислоты. Концентрированный раствор сахарозы укорачивает жизнь плодовой мушки, несмотря даже на то что в норме она питается практически одной только фруктозой из фруктов.

Наша группа нашла поразительные данные, говорящие о том, что хроническая продукция фруктозы в нашем организме тоже может способствовать ускорению старения. Как мы выяснили, наш организм может синтезировать фруктозу из глюкозы, содержащейся в углеводах, даже, если эти углеводы не содержат саму фруктозу.

Для того чтобы изучить этот вопрос, мы разделили мышей на две группы. Первую группу составляли нормальные мыши дикого типа, а вторую – генетически модифицированные животные, лишенные способности метаболизировать фруктозу. Мыши обеих групп получали богатый углеводами корм, содержавший всего 5 % фруктозы, до их глубокой старости (приблизительно в течение двух лет). У нормальных мышей отчетливо проявлялись все положенные признаки старения – небольшое поражение почек и столь же незначительное повышение артериального давления, чего и следовало ожидать у старых животных. У мышей, не способных усваивать фруктозу, почки и сосуды остались здоровыми; нормальным было и артериальное давление.

На основании этого результата можно думать, что старение, возможно, обусловлено развивающейся с течением времени малозаметной активацией переключения в режим выживания. Следовало бы предположить, что при обильном потреблении сахара процесс старения должно ускориться в большей степени у нормальных мышей. Блокада переключения вкупе с улучшением состояния митохондрий может добавить нам много дополнительных лет здоровой жизни.

План снижения веса тела и сохранения результата

В предыдущей главе была представлена долгосрочная диета, основанная на наших знаниях о переключении в режим выживания; эта диета может уберечь нас от избыточного веса и при этом улучшить состояние здоровья, защитить от сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, деменции и рака. У данной главы другая цель, ибо здесь мы постараемся представить диету, которая могла бы помочь тем из нас, кто уже страдает от избыточного веса, избавиться от излишка жира, восстановить былую юношескую энергию, причем способом, безопасным и благотворным для общего здоровья. Ключевой вопрос заключается в том, каким образом знание о переключении в режим выживания может помочь нам достичь этой цели.

Первым шагом на пути составления эффективного плана похудения является стимуляция сжигания жира. Поскольку мы сжигаем жир только тогда, когда нам нужна дополнительная энергия, нам необходимо для этого сократить поступление энергии в организм с пищей. Все диеты, предназначенные для снижения веса, предусматривают ограничение калорий. Однако самые успешные диеты всегда должны предусматривать выключение перехода в режим выживания, так как это притупляет чувство голода и ослабляет кормодобывающее поведение, которое доминирует, когда переключение работает. Именно поэтому диеты, сосредоточенные в первую очередь на ограничении калорий, но в которых присутствуют сахар и углеводы с высоким гликемическим индексом, обречены на неудачу – вес начинает расти, как только прекращается ограничение калоража. И именно по той же причине диеты, которые ограничивают потребление сахара и углеводов с высоким гликемическим индексом, оказываются успешными, даже если они не предусматривают слишком строгого ограничения по калориям. Ослабляя переключение, эти диеты притупляют чувство голода, и поэтому ограничение калоража происходит само собой, естественным путем. Помимо этого, отмена переключения позволяет сжигать жир более эффективно, ибо, если помните, один из эффектов переключения состоит в блокаде сжигания жира.

Вторым шагом должна стать приостановка снижения метаболизма, которое организм использует для компенсации похудения и сохранения текущего веса. Как уже было сказано выше, если человек долгое время страдал избыточным весом, энергетические станции его работают вполсилы, и это связано с тем, что организм считает теперь избыточный вес нормой. Когда это происходит, мы реагируем на потерю веса снижением основного обмена, чтобы то количество пищи, которое раньше позволяло удерживать стабильный вес, теперь приводило бы к его увеличению. Этот процесс приводит к неудаче почти все диетические планы. Для преодоления этой ситуации нам надо предупредить дальнейшее повреждение энергетических станций, ослабив переключение в режим выживания, тем самым одновременно стимулируя строительство новых энергетических станций и увеличивая образование и расход энергии.

В настоящее время наилучшим способом создания новых энергетических станций являются физические нагрузки специфического типа, о чем уже было сказано. Важно помнить, что главной целью физических нагрузок является стимуляция деятельности энергетических станций, а не сжигание калорий. Хотя и это тоже полезно, лучшим способом уменьшить количество доступных калорий является диета, с помощью которой можно запустить сжигание жира. Действительно, если переключение в режим выживания сохраняется, то нагрузки, сжигающие жир, будут компенсироваться ослаблением уровня метаболизма в состоянии покоя. Именно таким способом голодающие животные компенсируют энергию, которую они теряют при поиске и заготовке корма. Именно поэтому люди племени хадза могут бродить целыми днями в поисках еды, и при этом у них не увеличивается среднесуточный расход энергии: переключение в режим выживания, которое активируется потреблением большого количества меда, означает, что их организмы компенсируют нагрузку уменьшением расхода энергии когда они отдыхают.

Первое, что я рекомендую сделать для того, чтобы добиться устойчивого снижения веса, – это начать с низкоуглеводной или кетогенной диеты. Причина заключается в том, что в этих диетах строго ограничено потребление добавленных сахаров, которые являются главными источниками фруктозы, а также потребление углеводов с высоким гликемическим индексом, поставляющих глюкозу, которая в организме может превращаться во фруктозу. Отменяя переключение в режим выживания, эти диеты естественным образом подавляют чувство голода, а также позволяют организму сжигать жир, использование которого было блокировано переключением в режим выживания. Эти диеты, кроме того, «перезагрузят» обмен веществ так, что организм перестанет быстро всасывать и метаболизировать фруктозу, как в случае, когда человек регулярно ест пищу, богатую фруктозой. Применение таких диет сделает вас более резистентными к действию сахара в тех редких случаях, когда вам придется его есть.

Если человек находится в режиме выживания, физические нагрузки, призванные сжигать калории, будут компенсироваться дальнейшим снижением основного обмена веществ (метаболизма в покое). Таким образом, план похудеть за счет физических упражнений в этой ситуации обречен на неудачу.

Эти диеты также уменьшают запасы гликогена. Вспомним, что организм запасет как жир, так и углеводы, последние в форме гликогена. Когда мы голодаем, наш организм сначала сжигает гликоген, так как в качестве топлива предпочитает глюкозу. Если мы в течение дня перекусываем углеводами, жир, отложенный в животе, не расходуется. Но при уменьшении потребления углеводов, особенно углеводов с высоким гликемическим индексом или с большим содержанием фруктозы, запас гликогена истощается и усиливается сжигание жира. Это одна из причин, почему более эффективным в плане похудения является ограничение углеводов в диете.

Предпочтение, какое оказывает организм гликоген, как топливу, позволяет также объяснить, почему так полезно спать восемь или больше часов в сутки и почему занятия спортом утром (натощак) более эффективны как средство снижения веса, чем выполнение нагрузок на ночь. Когда мы спим, мы сжигаем большую часть запасов гликогена, поэтому, проснувшись, мы уже находимся в режиме сжигания жира. Занимаясь спортом на ночь, мы сначала сжигаем накопленный за день гликоген.

И, наконец, диета с низким содержанием углеводов может подстегнуть рост митохондрий, как это подтверждается нашими исследованиями диет с низким содержанием фруктозы и соли.

Прибегая к диетам с низким содержанием углеводов и к кетогенным диетам, надо соблюдать известную осторожность. Во-первых, возрастает угроза возникновения снижения концентрации сахара в крови. Если у вас появляется потливость и дурнота, то надо проверить уровень сахара крови и/или съесть какой-нибудь фрукт (несмотря на то, что он содержит углеводы).

Во-вторых, в некоторые продуктах, предусмотренных диетой с низким содержанием углеводов, могут присутствовать вещества, активирующее переключение – например, соленая пища и некоторые продукты, богатые умами (например, красное мясо и морепродукты). Соленая пища, как вы помните, активирует переключение, стимулируя превращение глюкозы во фруктозу. Однако, если вы соблюдаете диету с низким содержанием углеводов, в организм поступает относительно мало глюкозы, которая могла бы превратиться во фруктозу. Поэтому, если вы находитесь на такой диете, соленая пища едва ли вызовет повышение уровня фруктозы и, скорее всего, не приведет к увеличению веса. Кроме того, подумайте о том, чтобы уменьшить потребление алкоголя или вообще откажитесь от него, так как алкоголь сам по себе может активировать переключение в режим выживания.

Соблюдение диеты с низким содержанием углеводов может, кроме того, способствовать снижению артериального давления благодаря отмене переключения. Если вы принимаете лекарства, снижающие артериальное давление, то, вероятно, вам придется уменьшить их дозу. Одновременное ограничение в диете соли и углеводов может привести к снижению артериального давления, поэтому если вы ощутили головокружение и дурноту, то кроме уровня сахара измерьте и артериальное давление. В связи с такой возможностью я рекомендую соблюдать диету с ограничением углеводов в течение нескольких недель, прежде чем снижать суточное потребление соленой пищи, так же как и других продуктов, которые могут активировать переключение.

Помимо этого, я рекомендую выпивать в день, по меньшей мере, восемь стаканов воды, чтобы не допустить обезвоживания, а также следить за концентрацией плохого холестерина ЛПНП и мочевой кислоты в крови. Иногда уровень холестерина ЛПНП может значительно вырасти на низкоуглеводной диете; если это произойдет, то вам придется уменьшить содержание в пище насыщенных жиров. Концентрация мочевой кислоты может увеличиться на кетогенной диете, как было сказано в предыдущей главе. Биологические последствия такого повышение, как уже упоминалось ранее, неизвестны, но, возможно, это компенсаторная попытка организма поддержать уровень глюкозы крови (потому что мочевая кислота стимулирует возникновение инсулинорезистентности) и уровень артериального давления. Однако, помимо этого, мочевая кислота вызывает окислительный стресс в энергетических станциях клеток. Если уровень мочевой кислоты становится очень высоким (например, больше 480 мкмоль/л), то вам стоит вместе с вашим врачом взвесить риск дальнейшего соблюдения диеты в сравнении с потенциальной пользой.

В то время как некоторые люди могут соблюдать низкоуглеводную диету многие годы, большинству может быть трудно оставаться на ней дольше нескольких месяцев. Отчасти это объясняется нашим естественным желанием принимать пищу с более сбалансированным содержанием углеводов. Поэтому я рекомендую таким людям альтернативные диеты, нацеленные на похудение.

Если вы предпочитаете не придерживаться низкоуглеводной диеты, то можете вместо нее выбрать средиземноморскую диету или мою диету переключения, но более строго ограничивайте продукты, которые могут это переключение запустить. Это означает, что надо строго ограничить в рационе углеводы с высоким гликемическим индексом, в особенности рис, картофель, хлеб, чипсы и каши. Если вам трудно соблюдать и такие диеты, то вы можете модифицировать их, уменьшая порции, например, вполовину; есть углеводы с высоким гликемическим индексом, но один раз в день и очень медленно – одно блюдо в течение, например, часа. Во время других приемов пищи разрешаются только углеводы с низким гликемическим индексом при полном исключении других продуктов, которые могут активировать переключение в режим выживания, такие, например, как продукты со вкусом умами и алкоголь. В некоторые дни можно прибегнуть к интервальному голоданию, используя схему 16:8, чтобы ограничить поступление калорий и стимулировать рост и размножение митохондрий. (Важно отметить, что есть данные о том, что голодание может снижать работоспособность, особенно у детей, которым я без необходимости не рекомендую интервальное голодание; так что имейте это в виду.) Этот последний план предусматривает диету, которая снижает вес медленно, но зато неплохо переносится большинством людей.

Независимо от того, какую именно диету вы выберете, вам придется выполнять физические нагрузки, по меньшей мере, в течение одного часа три или четыре раза в неделю, уровень нагрузки соответствует зоне 2. (Некоторые организации, например, Всемирная организация здравоохранения, рекомендуют в дополнение к легким нагрузкам выполнять интенсивные нагрузки в течение 75–175 минут в неделю, что, по их мнению, принесет пациенту дополнительную пользу. Однако для наших целей это необязательно, так как нагрузки в диапазоне зоны 2 оказывают оптимальное воздействие в плане роста митохондрий и позволяют успешно сжигать жир.) Кроме того, записывайте расстояния и время, за которое вы их проходите, чтобы убеждаться в улучшении состояния ваших энергетических станций. И последнее, как я уже рекомендовал в рамках моей диеты, пейте много воды и съедайте в день 30 г темного шоколада.

И теперь уже последний пункт: я не рекомендую длительное голодание ради похудения (хотя и признаю, что именно это происходит в дикой природе, так что, возможно, я неправ). Конечно, Ангус Барбьери оказался способен голодать в течение года, но лабораторные исследования, проведенные через несколько месяцев после начала голодовки, показали, что концентрация глюкозы в его крови была очень низкой, около 30 мг%, а иногда снижалась и до 20 мг%. Это настолько низкий уровень, что если бы он вдруг внезапно случился у вас или у меня, то мы немедленно впали бы в кому, рискуя необратимыми повреждениями головного мозга или смертью. Врачи, наблюдавшие Барбьери, не находили у него никаких отклонений в мышлении, хотя формального психологического исследования он не проходил. Вероятно, его мозг и другие ткани использовали в качестве основного источника энергии кетоны, образующиеся в процессе сжигания жира при недостатке глюкозы. Но в то время как исследования показывают, что мозг, действительно может использовать в качестве топлива кетоны, я все же считаю, что организм предпочитает глюкозу не без причины, и я бы предпочел сохранять у себя в крови нормальную концентрацию глюкозы. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, конечно, нужны дополнительные исследования.

Несколько заключительных слов

Когда я приступал к исследованию ожирения и метаболизма, фруктозу считали просто компонентом сахарозы и сиропа с ее повышенным содержанием, придающим им сладкий вкус. Уже тогда были данные о том, что сахар, возможно, как-то связан с ожирением, инсулинорезистентностью и высоким уровнем триглицеридов в крови, но люди думали, что эти состояния развиваются вследствие избыточного поступления калорий, в котором сахар играет не последнюю роль.

За последние два десятилетия появилось множество работ, радикально изменивших наши представления об этом простом сахаре. Мы с удивлением узнали, что фруктоза является для диких животных лакомством, запускающим тревожный сигнал, активирующий разнообразные реакции, нацеленные на выживание. Проблема в том, что для нас, людей, этот тревожный сигнал непрерывно звучит каждый день. Но в отличие от сюжета «Цыпленка Цыпы», небо на насдействительно падает. Хроническая, избыточная активация этого переключения в режим выживания является пусковым механизмом многих болезней нашего времени. Но, по мере того как растет наше понимание сущности этого великого патологического процесса, появляется возможность придать силам природы иное направление и вернуть наши организмы в состояние здоровья и гармонии.

На страницах этой книги я представил результаты проведенных в моей лаборатории исследований, а также исследований многих моих сотрудников, потрудившихся над открытием этого переключения. Эти работы начались в результате появления концептуальных инновационных идей Стивена Беннера, выдающегося ученого, занимавшегося проблемой происхождения жизни. Беннер предположил, что наилучшим способом разрешения проблем в науке является применение мультидисциплинарного подхода; этот подход он называет «планетарной биологией».

Такой расширенный подход может помочь в решении проблем, какие можно просто не заметить в рамках стандартного научного исследования. Можно тщательно докапываться до сути специфической проблемы; это позволяет очень многое узнать, но столь же ценна способность «вскарабкаться на горку», чтобы получить более широкий обзор предмета и связанных с ним проблем. В нашем случае мы занялись классическими лабораторными и клиническими исследованиями, но при этом старались понять, как на ожирение смотрит природа, привлекая для этого знания, почерпнутые в теории эволюции и в истории.

Важно понимать, что гипотеза переключения в режим выживания основана на научных исследованиях. Гипотеза – это предположение, а эксперименты планируются так, чтобы проверить предположение. В эксперименте получают данные, и если данные не поддерживают гипотезу, то она корректируется, а затем снова проводится проверочный эксперимент. Я предполагаю, что новые данные, полученные в исследованиях других ученых (или в наших собственных), возможно, будут противоречить нашей гипотезе о переключении в режим выживания. Если это произойдет, то мы попрощаемся с нашей гипотезой и начнем исследования с чистого листа. На сегодняшний день я уверен, что наша гипотеза переключения в режим выживания наилучшим образом объясняет все доступные к настоящему моменту данные. Тем не менее, как ученые, мы должны быть открыты для критики.

Наши исследования имеют ряд ограничений. Многие наши работы были проведены на лабораторных животных, в частности, те, в которых мы выявили, что организм способен синтезировать фруктозу. Но лабораторные животные – это не люди, и, хотя мы можем перенести гипотезу с лабораторных животных на людей, мы не можем повторить на них наши исследования, потому что не можем отключить у человека гены, отвечающие за метаболизм фруктозы, как мы делали это с мышами. Для того чтобы проверить справедливость нашей гипотезы для человека, необходимо разработать другие методы исследования. Тем не менее эксперименты уже подтвердили, что сладкие безалкогольные напитки не только являются источником поступления фруктозы в организм, но и в 3 раза повышают ее выработку в человеческом организме, так что данные на человеческом материале тоже начинают накапливаться. Точно так же нужны дополнительные исследования для разрешения некоторых противоречий относительно роли мочевой кислоты в метаболических нарушениях.

Важность гипотезы о переключении в режим выживания будет, возможно, подтверждена, когда на рынке появятся надежные и безопасные ингибиторы метаболизма фруктозы. Блокадой ее метаболизма занимаются многие фармацевтические компании. Мы тоже идентифицировали некоторые биологически активные добавки, которые способны блокировать метаболизм фруктозы – например, мангостан и остол. Теперь предстоит выяснить, насколько эти субстанции эффективны и безвредны для человека.

Нам еще предстоит пройти долгий путь до того момента, когда ожирение, метаболический синдром и сахарный диабет 2-го типа станут болезнями прошлого, но пока науке придется потрудиться, чтобы этот момент наступил. В этой связи мне вспомнилась история, которую обычно приписывают Бертрану Расселу, хотя, может быть, авторство принадлежит и не ему. Путешествуя по Индии, Бертран познакомился с пожилой ясновидящей, которая сказала ему, что знает, на чем зиждется мир. Расселу стало любопытно, и он попросил ясновидящую поделиться с ним этой тайной.

«– Бертран, – ответила пожилая женщина, – ответ очень прост. Земля держится на спине большой черепахи.

Рассел, решив, что логика этой женщины не выдерживает критики, спросил:

– Ну хорошо, пусть черепаха держит на себе мир, но как быть с самой черепахой? На чем стоит она?

«Тебе не удастся поймать меня, Бертран, – улыбнувшись, ответила ясновидящая. – Под ней находятся другие черепахи, и их бесчисленное множество».

Эту историю часто используют как иллюстрацию тщетности поиска ответов на некоторые вопросы, но она также раскрывает главный вызов, главный искус научного исследования: часто приходится удалить множество слоев, прежде чем удается добраться до коренной причины. Научный поиск напоминает детективную историю или археологические раскопки, когда обнаружение какого-то важного артефакта приводит к открытию нового знания, а оно, в свою очередь, ведет к следующему и так далее, и процесс этот может показаться бесконечным.

Можно сказать, что в случае научного исследования ожирения нас ожидает еще великое множество черепах, которых придется найти. Нам нужны новые гипотезы и новые данные, чтобы разрешить стоящие перед нами загадки. Как говорил Шерлок Холмс: «Помните, когда вы отбросите невозможное, все, что останется – каким бы невероятным оно ни казалось, – должно быть истиной».

Я попрощаюсь с вами стихотворением, которое сочинил, катаясь по парку на велосипеде. В этом стихотворении подытожено все, что я теперь знаю об ожирении:

Ода сахару

Размяв тростник, сок выдавили сладкий, был как мед, прозрачный, как хрусталь,

Сварив, сквозь сито протирали и ставили на солнце постоять,

И вот свершилось чудо – сияющий, из тайны проступил кристалл.

Размолотый на мелкие осколки, он стал, как чистый снег, блистать.

Яства сахар возносит в небесную высь!

Сладкие пончики, кексы и карамель…

К нам, как добрый волшебник, на праздник явись,

Счастьем и грезами нас одари поскорей!

Но горе тем, кто лишнего от сладости возьмет,

Их, как и Мидаса, большая ждет беда,

То, что желанием влекло, свистит теперь, как кнут,

Тех, что дарил, теснит менял угрюмых череда.

Что прежде исцеляло сердце, калечит душу ныне;

Что нам несло любовь, подобным стало ледяной пустыне.

И с темною силой бьется несчастное тело,

Но справиться с ней – безнадежное дело.

Кровь сахар несет, а в глазах потемнело,

Сердце набухло, и печень уже побелела.

Некогда белые зубы гниют и крошатся.

Жилы, несущие кровь, ожирели,

И хрупкими стали, как бусинок нитки,

Слабость грозит, паралич, слабоумье иль что-то похуже.

Мед на стреле Купидона, несшей миру томленье святое,

Твердым сахаром взялся и просто сердца протыкает нещадно.

Отрава сладкая, пусти меня на волю.

И сердце вылечить позволь.

Не в силах мучиться я сладкой болью,

Любовника мне надоела роль.

И сладость губ твоих я в жизни не забуду,

Но сбросить с плеч хочу болезней груду.

Благодарности

Я благодарю моего литературного агента, Дженнифер Эрреру, и моих редакторов, Лею Уилсон, Нэнси Холл и Мэри Энн Тимеус, без помощи которых эта книга никогда мы не материализовалась.

Исследования, представленные в книге, являются плодом многолетних усилий многих сотрудников, из которых я могу упомянуть здесь далеко не всех. В особенности благодарен я Мигелю Ланаспе, Габи Санчес-Лосаде, Такахико Накагаве, Дук-Хи Кану, Юрию Саутину, Такудзи Ишимото, Бернардо Родригесу Итурбе, покойным Хайме Эррера-Акосте, Джорджу Шрайнеру и Марильде Маццали; все эти люди сыграли большую роль в важных открытиях. Я также благодарю мою команду, Ану Андрес-Эрнандо, Вей Му, Карлоса Ронкаль-Хименеса, Кристофера Риварда, Дэвида Орлицки, Габриэлу Гарсия, Олену Глушакову, Цзяньсеня Оуяна, Тамару Милагрес, Кэтрин Гордон, Кристину Чичерки, Нанцина Ли и Джилинь Сона. Отдельной благодарности заслуживают и приглашенные ученые и стажеры, в том числе Джон Каннелис, Кристина и Майкл Герш, Пьетро Чирилло, Марчело Хайниг, Дэвид Лонг, Карен Прайс, Удай Кхосла, покойный Вайчи Сато, Вей Чен, Фумихико Сасаи, Федерика Пьяни, Йошифура Тамура, Ватару Кирагава, Кацуюки Танабе, Томоки Косуги, Мохамед Шафиу, Такахиро Накаяма, Томас Йенсен, Юка Сато и Масанари Кувабара.

За проведение клинических исследований я благодарю Маналя Абдельмалека, Рима Асада, Асана Эджаза, Петтера Бьёрнстада, Клаудио Борги, Диану Джалаль, Мехмета Канбая, Аду Кумар, Дэвида Мааса, Магдалену Мадеро, Роберто Понтремоли, Джанет Снелл-Берджен, Энрике Переса-Росо, Яцека Манициуса, Эбу аль-Озайри, Джиллиана Салливана, Шикху Сундарама, Гильеромо Себальоса, Мипхуонга Ле, Цечжин Ю и покойоного Криса Кинга; из моих основных сотрудников я благодарю Пола Маклина, Мехди Фини, Фернандо Гарсия-Арройо, Джошуа Рабиновича, Дэвида Бонтрона, Лео Йоостенса, Томаса Фингера и Сьюзен Киннамон. Спасибо и моим сотрудникам в Новой Зеландии (в том числе Тони Мерримену, Герхарду Сандборну и Саймону Торнли) и во Флориде (Марку Сегалу, Филу Скарпейсу, Раджешу Мохандасу, Бхагвану Дасу и Сергею Жарикову). За работу по изучению биохимии мочевой кислоты я благодарю Александра Ангерхофера, Кристину Герш, Вирча Имараму и покойного Джорджа Хендерсона. За работу по созданию ингибиторов фруктозы хочу поблагодарить Дина Толана, Сандипа Дугара, Пола Маффюи, Уильяма Гринли, Кая Хана, Виджая Кумара, Сойонга Бэя, Чейза Нидхема, Майкла Вемпе, Тима ван Дайка и моего брата Тодда Джонсона. За работу по изучению зависимости от алкоголя я также благодарю Сандру Бленд, Ричарда Белла, Эстебана Летца и Ричарда Монтойю.

Также благодарен я моим друзьям, имеющим опыт в эволюционной биологии и антропологии, в частности Питеру Эндрюсу, Стивену Беннеру, Дэвиду Карну, Джону Фоксу и Эрику Гоше, а также моим коллегам в области неврологии и науки о поведении, особенно Фернандо Гомес-Пинилье, моему брату Дэвиду Джонсону и Уильяму Уилсону.

Большое спасибо также моим сотрудникам, изучающим природу и сравнительную физиологию, в том числе, Петеру Стенвинкелю, Брюсу Райдауту, Иоганне Пайнер, Паулю Шильсу, Лиз Банкир, Барбаре Наттерсон-Горовиц, Тане Гесс, Сандре Мартин и Грегу Флоранту.

Хочу также поблагодарить фонд Клозера за их усилия по просвещению детей о влиянии сахара и его роли в развитии ожирения и диабета. Особая благодарность Иньиго Сан Мильяну за его великодушное разрешение участвовать в его работе, посвященной улучшению функции митохондрий за счет физических упражнений.

И, наконец, хочу выразить мою признательность Питеру Аттия, Майклу Горану, Роберту Лустигу, Джозефу Мерколе, Дэвиду Перльмуттеру и Гэри Тобсу за их важные книги и подкасты, которые оказали сильное влияние на просвещение общества в вопросах воздействия сахара на здоровье.

Словарь терминов

Аденозинмонофосфат (АМФ): нуклеотид, образующийся при расщеплении АТФ. АМФ далее превращается в ИМФ и мочевую кислоту в ходе последовательности реакций истощения энергии, которые ведут к переключению в режим выживания. Так же как ИМФ, АМФ добавляют к пище для придания ей вкуса умами.

Аденозинтрифосфат (АТФ): источник непосредственно доступной энергии, которая используется для поддержания жизнедеятельности организма.

Аллопуринол: популярное лекарственное средство, используемое для снижения концентрации мочевой кислоты в крови. Чаще всего аллопуринол назначают при подагре.

Амилаза: фермент, способствующий расщеплению крахмала. Фермент вырабатывается слюнными железами и поджелудочной железой. Уровень амилазы в слюне, как правило, выше у жителей сельскохозяйственных регионов, чем у городского населения.

Биполярное расстройство: заболевание, характеризующееся эпизодами мании, чередующимися с эпизодами депрессии.

Вазопрессин: гормон, продуцируемый гипофизом; недавно было показано, что в ответ на потребление сахара запускает развитие ожирения.

Вазопрессиновые рецепторы: вазопрессин оказывает действие, связываясь со своими специфическими рецепторами. Если он связывается с рецепторами V2 в почках, то повышает концентрированность мочи. Однако при связывании с рецепторами V1b вазопрессин приводит к развитию метаболического синдрома. Специфический механизм действия в этом случае пока не выяснен.

Вялотекущее воспаление: состояние, при котором иммунная система организма частично работает, несмотря на отсутствие инфекции. Определяют воспаление по таким маркерам, как C-реактивный белок. В краткосрочной перспективе вялотекущее воспаление защищает животное от инфекций, но при постоянной активации на фоне ожирения и метаболического синдрома у больного возрастает риск поражения почек и сердца.

Гибернация: специфический процесс, в ходе которого животное запасает жир, а затем погружается в глубокий сон, в котором пребывает в течение зимы – впадает в спячку. У впавших в спячку животных замедляется обмен веществ (метаболизм).

Гиперурикемия: повышение содержания мочевой кислоты в сыворотке крови, обычно у мужчин выше 420 мкмоль/л, а у женщин выше 360 мкмоль/л.

Гликемическая нагрузка: величина, сходная с гликемическим индексом, но при ее расчете учитывается количество съеденного продукта. Например, спагетти имеют умеренный гликемический индекс, но большое количество съеденных спагетти вызывают значительный подъем уровня глюкозы крови, а значит, спагетти определяют высокую гликемическую нагрузку.

Гликемический индекс: величина, показывающая, насколько повышается уровень глюкозы крови после употребления в пищу определенного продукта в сравнении с чистой глюкозой. Чистая глюкоза имеет гликемический индекс, равный 100, в то время как продукты с высоким гликемическим индексом – 70 и более.

Гликоген: соединение, в форме которого запасаются углеводы у животных. Гликоген – аналог растительного крахмала.

Гликолиз: хотя большая часть потребляемой нами энергии производится на клеточных энергетических станциях (в митохондриях), какая-то часть энергии производится примитивным способом, который и называется гликолизом. Для продукции АТФ гликолиз не нуждается в кислороде.

Глюкоза: этот сахар, который организм охотно использует в качестве основного топлива. Содержание глюкозы в крови называют иногда сахаром крови. Если уровень глюкозы в крови слишком низок (гипогликемия), то у человека может развиться дурнота и спутанность сознания; если же концентрация глюкозы становится слишком высокой (гипергликемия), то это может быть признаком инсулинорезистентности или сахарного диабета, особенно если уровень глюкозы повышен постоянно. В еде молекулы глюкозы часто соединены в цепи, которые присутствуют в растительной пище в виде крахмала, а в мясе – гликогена.

Добавленные сахара: сахара, которые добавляют к продуктам питания; чаще всего это сахароза (столовый сахар) и кукурузный сироп с повышенным содержанием фруктозы.

Дофамин: вещество, продуцируемое в головном мозге и порождающее чувство удовольствия. Высвобождение дофамина стимулирует потребление калорийного сахара и лишенных калорий искусственных сахаров.

Жировая ткань: ткань организма, состоящая из жировых клеток (адипоцитов). При метаболическом синдроме жировая ткань чаще всего откладывается в животе.

Жировое переключение: то же самое, что переключение в режим выживания, за тем исключением, что в этом случае потребление фруктозы настолько велико, что развивается ожирение и сахарный диабет, а также множество других заболеваний.

Индекс массы тела (ИМТ): величина, рассчитываемая, исходя из веса тела и роста; часто используется для определения степени ожирения. ИМТ в пределах 20–25 считается нормальным; избыточному весу соответствует ИМТ 25–30, а ожирению ИМТ больше 30. У мускулистых людей величина ИМТ может не отражать истинную степень ожирения.

Инозитолмонофосфат (ИМФ): нуклеотид, образующийся из АМФ; является частью пути истощения энергии. Подобно АМФ, его добавляют в пищевые продукты для усиления вкуса умами.

Инсулин: гормон, высвобождаемый особыми клетками поджелудочной железы. Главное действие: стимуляция захвата глюкозы мышцами, печенью и жиром.

Инсулинорезистентность: направленная на выживание реакция животных, нацеленная на преимущественную доставку глюкозы в мозг, а не мышцы или печень.

Калории: единицы энергии, используемые для описания ее количества в пищевых продуктах. Одна калория соответствует количеству энергии, необходимой для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия.

Кетоны: продукты, образующиеся во время расщепления жира в ходе его сжигания; кетоны могут использоваться как топливо головным мозгом и другими тканями, когда глюкоза становится недоступной.

Кормодобывающий ответ: поведенческий ответ, характерный для животных, разыскивающих корм. К чертам кормодобывающего поведения относят склонность к исследованию незнакомых мест, риску, а также способность быстро оценивать ситуацию.

Крахмал: углеводы, запасаемые в растениях; аналогичны гликогену животных. Существуют крахмалы двух типов: амилоза (переваривается медленно) и амилопектин (переваривается быстрее).

Кукурузный сироп с повышенным содержанием фруктозы (КСПСФ): сладкий напиток, приготовляемый из кукурузы; содержит смесь фруктозы и глюкозы. Как подсластитель имеет ряд преимуществ; он жидкий, и его можно легко добавить к любому блюду, он не кристаллизуется при замораживании и недорог.

Лептин: гормон, продуцируемый жировой тканью и определяющий ощущение насыщения, которое побуждает нас прекращать прием пищи.

Метаболическая вода: сжигание жира приводит к высвобождению 1 грамма воды на 1 грамм сожженного жира. Эта вода и называется «метаболической».

Метаболический синдром: синдром, сопровождающий запасание жира. Как правило, синдром характеризуется повышением содержания триглицеридов в крови, отложением жира на поясе, повышением артериального давления и инсулинорезистентностью. У многих пациентов выявляют снижение содержания в крови холестерина липопротеинов высокой плотности (хорошего холестерина). Возможно, метаболический синдром возникает под действием фруктозы. По-другому этот синдром иногда называют синдромом запасания жира или синдромом X.

Митохондрии: особые органеллы клетки, где в больших количествах вырабатываются молекулы АТФ. Иногда их неофициально называют энергетическими станциями клеток. Для продукции АТФ митохондриям нужен кислород, что отличает процесс, происходящий в митохондриях, от примитивного производства энергии, называемого гликолизом; при гликолизе энергия производится без участия кислорода.

Модификация генов: этим термином обычно описывают животное с модифицированным геномом, в частности, в случаях, когда какой-то ген, кодирующий определенный признак, целенаправленно удаляется из генома. Например, у мышей, модифицированных по гену уриказы, этот ген отсутствует.

Мононатриевая соль глутаминовой кислоты (глутамат): соль аминокислоты, которую обычно добавляют к пищевым продуктам для придания вкуса умами (пятого вкуса, помимо сладкого, соленого, горького и кислого).

Мононенасыщенный жир: тип пищевого жира, содержащийся в растительных маслах – оливковом, рапсовом и арахисовом. Считается более безопасным для здоровья, чем насыщенные жиры.

Мочевая кислота: продукт метаболизма пуринов, образующийся в ходе метаболизма фруктозы и продуктов, имеющих вкус умами. Мочевая кислота плохо растворяется в воде и может выпадать из крови в виде кристаллов, в частности, в суставах, вызывая подагру; также играет роль в симуляции переключения в режим выживания.

Насыщение: синоним ощущения сытости.

Насыщенный жир: тип пищевого жира, присутствующего преимущественно в сливочном масле, кокосовом масле и в жирном мясе; насыщенные жиры могут привести к повышению содержания холестерина в крови. Насыщенные жиры наполнены водородом и при комнатной температуре являются твердыми и полутвердыми.

Нуклеотиды: строительные блоки ДНК и РНК. Одним из нуклеотидов является АТФ. Нуклеотиды в организме расщепляются с образованием мочевой кислоты.

Общее содержание сахаров: содержание сахаров в порции еды, включая сахара, добавленные к пище, и те, которые присутствуют там изначально (например, лактоза в молоке или фруктоза в яблоках).

Окислительный стресс: стрессовое воздействие на организм, обусловленное химическими реакциями с участием кислорода, который в этом плане чрезвычайно активен. Окислительный стресс сочетается с воспалением и повреждением ткане, и связан с высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, артериальной гипертонии, сахарного диабета и быстрого старения. Окислительный стресс индуцируется метаболизмом фруктозы и необходим для активации переключения в режим выживания. Со временем окислительный стресс повреждает митохондрии.

Омега-3 жирные кислоты: тип полиненасыщенного жира, которым богаты такие пищевые продукты, как рыба, льняное семя и грецкие орехи.

Омега-6 жирные кислоты: тип полиненасыщенного жира, присутствующего, например, в кукурузном масле. Есть разные данные по поводу влияния этих жиров на здоровье; вероятно, они могут поддерживать воспаление.

Переключение в режим выживания: не продуцирующий калорий метаболический путь, активируемый фруктозой. Именно это переключение вызывает развитие метаболического синдрома у животных – в том числе накопление и запасание жира, инсулинорезистентность, ожирение печени и повышение артериального давления. Переключение может играть роль и в возникновении других заболеваний, включая алкоголизм, рак и деменцию.

Интервальное голодание: метод диетологического лечения, по ходу которого назначается голодание или очень строгое ограничение калорий в течение определенного периода дня (например, в течение 16 часов в сутки) или недели (например, в течение двух дней в неделю).

Подагра: тип артрита, вызываемого отложением кристаллов мочевой кислоты в суставах, как правило в суставах большого пальца ноги. Подагра сочетается с ожирением и метаболическим синдромом; приступы провоцируются потреблением сахара, еды со вкусом умами и потреблением алкоголя (особенно пива).

Полиненасыщенный жир: тип пищевого жира, присутствующего во многих продуктах питания, но особенно много его в растительных маслах – куурузном и подсолнечном, много его также в мясе лосося и в орехах. К полиненасыщенным жирам относятся омега-3 и омега-6 жирные кислоты.

Полиольный путь: последовательность биохимических реакций, в результате которых из глюкозы образуется фруктоза; в ходе этих реакций глюкоза сначала превращается в сорбитол, который, в свою очередь, превращается во фруктозу.

Продолжительность здоровой жизни: показатель, сходный с показателем продолжительности жизни, но означает число лет, прожитых в добром здравии.

Продукты с высоким гликемическим индексом: продукты, которые быстро расщепляются до глюкозы и могут после еды вызвать быстрое и значительное повышение уровня сахара крови. Обычно такие продукты богаты крахмалом (картофель, рис, крекеры, хлеб) или сахаром (сахароза или КСПСФ).

Пурины: вещества, из которых образуются ДНК, АТФ и мочевая кислота; мочевая кислота повышает риск подагры и метаболического синдрома. Многие вещества, имеющие вкус умами, богаты пуринами.

Путь истощения энергии: последовательность биохимических реакций, которая запускается после того, как метаболизм фруктозы приводит к снижению концентрации АТФ в клетках. Реакция начинается с того, что АМФ превращается в ИМФ, а далее в конечном счете в мочевую кислоту. Иногда этот путь называют путем превращения адениновых нуклеотидов.

Резистентность к лептину: обычно животные, у которых произошло переключение в режим выживания, теряют чувствительность к лептину, у них развивается резистентность к нему. Лептин вырабатывается, но мозг на него не реагирует, и у животного сохраняется чувство голода.

Сахарный диабет 1-го типа: заболевание, характеризующееся высоким подъемом концентрации глюкозы в крови вследствие неспособности поджелудочной железы вырабатывать инсулин. Болезнь возникает в результате гибели бета-клеток поджелудочной железы.

Сахарный диабет 2-го типа: заболевание, характеризующееся высоким подъемом концентрации глюкозы в крови; развивается в результате возникновения инсулинорезистентности. Позднее присоединяется также недостаточность выработки инсулина. Главный фактор риска – потребление сахара.

Сахароза: столовый сахар. Молекула сахарозы состоит из двух соединенных между собой молекул глюкозы и фруктозы.

Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ): поведенческое расстройство, при котором ребенок или взрослый человек проявляет повышенную активность, невнимательность и импульсивность.

Сложные углеводы: углеводы, состоящие из многих молекул сахаров, соединенных в длинную сложную цепь, которая расщепляется на молекулы глюкозы. Пример сложного углевода – крахмал.

Трансжиры: тип насыщенных жиров, которые изготовляют, как правило, гидрогенизацией (добавлением водорода) ненасыщенных жиров: маргарина или растительного масла, чтобы перевести их в твердое состояние, сделать похожими на сливочное масло или сало.

Триглицериды: основной тип жира, присутствующего в жировых клетках, печени и крови. Повышение уровня триглицеридов в крови часто наблюдают у людей с избыточным весом и считают одним из признаков метаболического синдрома.

Триметиламина N-оксид (ТМАО): вещество, повышающее риск ишемической болезни сердца. Синтезируется из красного мяса бактериями кишечника.

Умами: пятый вкус; известен как приятный вкус. Характерен для томатной пасты, приправы к салату «Цезарь», соевого соуса, морских водорослей и пива.

Уриказа: древний фермент, утраченный человеком; его функция – снижать уровень мочевой кислоты в крови.

Флавоноиды: растительные соединения, часто обладающие полезными свойствами. Многие флавоноиды присутствуют во фруктах и овощах.

Фруктан: цепь из молекул фруктозы, содержащаяся в некоторых растениях. Люди неспособны расщеплять фруктаны. Однако фруктаны могут расщепляться на молекулы фруктозы некоторыми кишечными бактериями; эти бактерии, таким образом, являются скрытым источником фруктозы; такой же способностью обладают бактерии, обитающие во рту; эти бактерии, точнее их жизнедеятельность, являются причиной зубного кариеса.

Фруктоза: главный сахар фруктов и меда. Этот сахар запускает переключение в режим выживания.

Фруктокиназа: первый фермент пути метаболизма фруктозы. Этот фермент запускает реакции истощения запасов АТФ, чем стимулирует переключение в режим выживания.

Экономный ген: ген, обеспечивающий преимущество при выживании в одних условиях, но становящийся вредным и дезадаптивным в других. Типичный пример – ген, повышающий шансы на выживание в условиях голодания, но увеличивающий риск ожирения в условиях свободного доступа к пище.

Эпикатехин: флавоноид, присутствующий в темном шоколаде и противодействующий эффектам фруктозы, стимулируя рост митохондрий. Помимо шоколада эпикатехин содержится в плодах гуараны. Похожими свойствами обладает эпигаллокатехин, содержащийся в зеленом чае.

Эссенциальная фруктозурия: редкое заболевание, при котором у человека отсутствует фермент, расщепляющий фруктозу. Люди, страдающие этой болезнью, могут есть фруктозу, не рискуя заболеть ожирением или метаболическим синдромом.

Эстивация: тип спячки, в которую впадают животные в жаркое время года (по преимуществу летом).

Примечания

1

Джейсон Фанг. Код ожирения. М.: Бомбора, 2023.

2

Нина Тейхольц. Большой жирный сюрприз. М.: ЭКСМО, 2022.

3

Юваль Ной Харари. Sapiens: краткая история человечества. М.: Синдбад, 2022.

4

Dr. Seuss. Think left and think right, think low and think high. Oh, the thinks you can think, if only you try.

5

Здесь и далее полужирным шрифтом выделены слова, включенные в словарь терминов.

6

Если вы хотите прибегнуть к голоданию как к средству снижения веса, то предварительно ознакомьтесь со всеми «за» и «против» интервального и длительного голодания, изложенными в главе 10.

7

ИМТ от 20 до 25 говорит о нормальном весе тела, ИМТ от 25 до 30 – о небольшом избытке веса, а ИМТ больше 30 – об ожирении.

8

Окислительный стресс может также стать результатом таких воздействий, как ультрафиолетовое облучение, причиняющее ожоги кожи, и курение, которое приводит к преждевременному образованию морщин.

9

Важность этой лягушки как источника воды становится понятной из мифа о Тиддалаке, лягушке, которая выпила всю воду из прудов и родников, не оставив ничего другим. Жажда усиливалась до тех пор, пока один мудрый филин и змея не заставили лягушку рассмеяться, и вся вода выплеснулась из нее, позволив всем зверям вдоволь напиться.

10

С клинической точки зрения в нашей крови содержится холестерин двух главных типов: холестерин липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) и холестерин липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Исследования показывают, холестерин ЛПНП является плохим, так как повышение его содержания в крови приводит к образованию атеросклеротических бляшек в артериях и повышает риск заболеваний сердца. Наоборот, холестерин ЛПВП считается хорошим, потому что повышение его концентрации снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний. У людей с метаболическим синдромом имеет место отчетливое снижение содержания хорошего холестерина, причем уровень холестерина ЛПНП может повышаться или оставаться нормальным.

11

Калория – это единица энергии, определяемая как количество теплоты, которое требуется для нагревания 1 грамма воды на 1 градус Цельсия. Калориями, как правило, измеряют энергетическую ценность пищи. Говоря «калории», мы обычно имеем в виду килокалории, то есть тысячу калорий. Однако общепринятым термином является именно «калория».

12

Несмотря на то что потребление пищи является главной причиной индуцируемой фруктозой прибавки в весе, мы все же видели некоторое увеличение в результате снижения интенсивности метаболизма. Эта прибавка была незначительной, но, возможно, это результат краткосрочности нашего исследования – они ограничивались несколькими неделями или месяцами. Вполне возможно, что разница была бы более существенной, если бы животные получали такой рацион в течение многих месяцев.

13

Ранее мы выяснили, что диета с высоким содержанием сала не вызывает увеличения веса лабораторных животных, если к рациону не добавлять фруктозу. Однако диета с высоким содержанием сливочного масла приводит к увеличению веса, хотя и без активации механизма переключения в режим выживания. Механизм этого феномена неясен, но, возможно, играют роль другие составляющие сливочного масла или эффект изоляции (см. главу 9).

14

Если вас интересует влияние заменителей сахара, то можно сказать, что они тоже стимулируют рецепторы сладкого вкуса в сосочках языка, а значит, побуждают к потреблению сладкого. Однако в отличие от фруктозы искусственные заменители сахара сами по себе не вызывают ожирения. Более подробно этот вопрос обсуждается в главе 8).

15

Стоит отметить, что, хотя эти острые изменения внутриклеточной концентрации АТФ играют роль в стимуляции увеличения потребления пищи, все же более важным механизмом увеличения потребления пищи и прибавки в весе является развитие резистентности к лептину, для которого требуется достаточно длительное время.

16

Автор, возможно, имеет в виду Восточно-Африканскую рифтовую долину, или Восточно-Африканский разлом, которая является составной частью Европейско-Африканского сквозного тектонического пояса – тектонической структуры планетарного масштаба, протягивающейся по направлению рек Камы, Волги, через складчатые области Кавказа и Анатолии в рифтовую долину реки Иордан, далее в область Красного моря и рифтовых озер восточной Африки. Прим. ред.

17

В наше время фториды, добавляемые в зубную пасту и напитки, убивают бактерии и предотвращают образование кариозных полостей, поэтому повышенное потребление фруктозы сейчас не отражается на наших зубах.

18

Сорбитол часто добавляют в качестве подсластителя в сиропы «без сахара». К сожалению, сорбитол в организме превращается в сахар – фруктозу.

19

Я уже несколько раз упоминал имя Мигеля Ланаспы, так как он уже давно стал моим сотрудником и оказал большое влияние на наши исследования. Сначала я был его наставником, но постепенно наши роли стали равными в изучении роли фруктозы в поддержании здоровья и развитии болезней.

20

Гликемия – это медицинский термин, обозначающий уровень концентрации глюкозы в крови.

21

Амилаза является причиной того, что положенный в рот крекер через пару минут вызывает ощущение сладости; появление сладости связано с превращением крахмала в глюкозу.

22

Каждый раз, делая выдох, мы теряем немного водяного пара вместе с выдыхаемым углекислым газом.

23

Прежде чем менять свои питьевые привычки, прочтите мои рекомендации в главе 9. Иногда избыток воды может причинить вред.

24

Морская рыба из семейства скумбриевых.

25

Некоторые считают, что умами – это исключительно вкус глутамата, но наши исследования показали, что усилителями вкуса являются все три указанных вещества – либо вместе, либо по отдельности, поэтому, говоря о вкусе умами, я имею в виду все три вещества. Важно помнить, что в пищевых продуктах они, как правило, присутствуют вместе.

26

Джек рассказывал, что в молодости был «сахароголиком» – он был зависим от сахара, как некоторые люди бывают зависимы от алкоголя. Мы разберемся с довольно интересными взаимоотношениями сахара и алкоголя в главе 7.

27

Из греческого языка: «воспаление сустава».

28

В настоящее время во многих клинических испытаниях оценивают потенциальную пользу снижения уровня мочевой кислоты в лечении болезней сердца. Детали некоторых таких исследований мы обсудим в главе 9.

29

Для контраста надо сказать, что содержание кислорода в атмосфере на уровне моря составляет около 21 %, а на вершине Эвереста – около 7 %.

30

Грудное молоко тоже содержит сахар, лактозу, но оно не содержит фруктозу.

31

Открою читателю тайну. Наша группа учредила компанию (Colorado Research Partners, LLC), которая занимается созданием ингибиторов метаболизма фруктозы для лечения алкоголизма. По большей части исследования и синтез лекарств финансируются Национальными институтами здравоохранения.

32

Хотя мочевая кислота кратковременно повышает физическую выносливость, как элемент кормодобывающего поведения, со временем негативные эффекты высокого уровня мочевой кислоты начинают перевешивать это благоприятное воздействие.

33

Но даже в этом случае результаты могут ввести в заблуждение, потому что часть глюкозы в ходе метаболизма превращается во фруктозу.

34

Связь между потреблением сахара и ожирением у муравьев мало отличается от таковой у млекопитающих. Например, в северных широтах муравьи осенью переходят с белковой диеты (насекомые) на сахарозу, видимо, для того, что набрать запас жира на зиму. Точно так же муравьи, обитающие в Сахаре, набирают много жира, вероятно, запасая таким способом воду. Муравьи не выглядят ожиревшими, потому что весь жир скрыт экзоскелетом!

35

Для любознательных: к таким участкам относят гиппокамп, полосатое тело, гипоталамус и сенсорная кора.

36

Дэвид Перльмуттер. Еда и мозг. М.: МИФ, 2018.

37

Дэвид Перльмуттер. Обезвредить кислоту. М.: МИФ, 2023.

38

Сайт Уилсона, для тех, кто хочет узнать больше: https://carbsyndrome.com/.

39

Больной 51 г., в анамнезе сахарный диабет 2-го типа, гипертоническая болезнь, неалкогольное жировое перерождение печени, ишемическая болезнь сердца и острое нарушение мозгового кровообращения, поступил с инфарктом миокарда.

40

Витамин С, как мы читали в главе 4, защищает энергетические станции клеток от окислительного стресса, возникающего в результате метаболизма фруктозы. Витамин C также симулирует выведение из организма мочевой кислоты с мочой.

41

Некоторые из них применяются в медицине; они обладают множеством полезных свойств, например, способностью подавлять окислительный стресс.

42

Мы обнаружили, что калий, подобно витамину C, может блокировать некоторые эффекты переключения в режим выживания. Однако уровень калия в крови надо поддерживать в достаточно узких границах, ибо вредно как снижение, так и повышение его концентрации, так как калий влияет в первую очередь на ритм сердечных сокращений. Не следует самостоятельно принимать добавки, содержащие калий, не посоветовавшись с врачом.

43

Аллюзия на поговорку You can’t have your cake and eat it too. Прим. ред.

44

Интересно отметить, что бактерии, возбудители зубного кариеса, питаются фруктозой, которую мы едим; для них фруктоза – основной источник энергии; избыток фруктозы они запасают в форме фруктанов в трещинах и углублениях зубов; этими фруктанами бактерии питаются, когда мы долго не едим фруктозу. Фруктаны могут также вызывать болезни у лошадей, бактерии кишечника которых превращают во фруктозу фруктаны, содержащиеся в траве пастбищ. В сотрудничестве с Таней Гесс из Университета Колорадо мы нашли доказательства того, что фруктоза, отщепляемая от фруктанов, может вызывать как лошадиный метаболический синдром, так и ламинит (воспаление копыта); эта разновидность артрита часто поражает скаковых лошадей, лишая их способности к бегу.

45

Кейд был творческим гением, очень скромным и веселым человеком. Я имел счастье быть его близким другом в бытность его преподавателем Университета Флориды. Вот одна из рассказанных им мне историй, касающаяся напитка Gatorade. Один из первых футболистов, попробовавших новое питье, констатировал, что вкусом оно напоминает мочу; во время матча он его не пил, а выливал себе на голову. Кейд только улыбнулся и сказал, что этот парень все равно получал пользу от Gatorade – напиток помогал ему охладиться.

46

Тот факт, что молодые люди, а в особенности спортсмены со здоровыми митохондриями относительно устойчивы к эффектам потребления фруктозы, позволяет объяснить, почему наблюдается такая вариабельность результатов исследований, в ходе которых испытуемым дают фруктозу. Производители СПСФ предпочитают заказывать исследования с участием молодых, спортивных и здоровых людей, у которых от однократного приема фруктозы наблюдают лишь умеренный метаболический эффект; в то же время если дать такую же дозу человеку, страдающему ожирением или инсулинорезистентностью, то в результате мы получим выраженный метаболический эффект.

47

Гликемическая нагрузка рассчитывается умножением веса присутствующих в порции продукта углеводов в граммах на гликемический индекс, выраженный в процентах. Гликемическая нагрузка, превышающая 20, считается высокой; ее надо приравнять к 20 г белого хлеба. Например, у спагетти низкий гликемический индекс (42), но порция весит много (48 г), поэтому нагрузка тоже высока (48 х 0,42 = 20).

48

Один из сайтов, где перечислены гликемические индексы и нагрузки большинства популярных пищевых продуктов, можно найти по адресу https://www.health.harvard.edu/diseases-and-conditions/glycemic-index-and-glycemic-load-for-100-foods. Более полный список представлен в «Международных таблицах значений гликемического индекса и гликемической нагрузки: 2008». Авторы: Фиона Аткинсон, Кэй Фостер-Пауэлл и Дженни Бранд-Миллер. Таблицы напечатаны в декабрьском номере журнала Diabetes Care за 2008 г.

49

Несмотря на то что оливковое масло и масло канолы в основном содержат мононенасыщенные жиры, оливковое масло все же предпочтительнее, потому что масло канолы при нагревании окисляется и теряет часть своих полезных свойств. Кроме того, в результате рафинирования масло канолы может лишиться защитных микроэлементов и полифнолов, что ослабляет его антиоксидантное действие.

50

В большинстве случаев изменения веса происходят от изменения количества потребляемых калорий, но в длительной перспективе не менее важно изменение метаболизма. Как изменить метаболизм, будет сказано в следующей главе.

51

В конце 1920-х гг. исследователь Арктики Вильяльмур Стефансон и его друг стали придерживаться диеты, содержащей всего 1 % углеводов, 20 % белка и 80 % жира. Они соблюдали ее в течение года; их кровь приобрела молочный оттенок, потому что уровень холестерина в ней достиг 800 мг (а может быть, и выше). Они думали, что имитируют пищевой рацион эскимосов, но на самом деле в их диете доля жира составляет всего 50 %.

52

Читая на этикетке питательную ценность, обращайте внимание на добавленные сахара как на сахара, которые надо учитывать, за исключением продуктов, содержащих большое количество сахара – таких как фруктовые сосусы, фруктовые соки и мед, когда следует учитывать общее содержание сахара.

53

Для цельных злаков характерна большая величина отношения глутамина к глутамату, что позволяет уменьшить эффект от пищи умами, богатой глутаматом. Недавние исследования показывают, что люди с преобладанием глутамина в крови над глутаматом имеют сниженный риск смерти от сердечных заболеваний, а люди, употребляющие в пищу много глутамина в сравнении с глутаматом, реже болеют заболеваниями сердца. В цельных злаках это отношение высокое, а в красном мясе – низкое.

54

Этот анализ называют определением натрия в сыворотке.

55

Диагноз «обезвоживание» ставят при высокой осмоляльности мочи (больше 500 мОсмолей/кг) или при высоком удельном весе мочи (больше 1,020).

56

Рекомендации для детей, что неудивительно, ниже; 1,6 литра в день для детей от 4 до 8 лет, и 1,9, и 2,1 литра в день для детей 9 и 13 лет, соответственно. Рекомендации для детей старше 14 лет такие же, как для взрослых.

57

Соль (хлорид натрия) содержит в весовом отношении около 40 % натрия. Иногда вам может встретиться рекомендация суточного потребления натрия, а не соли. В таком случае надо учесть, что 1 грамму соли соответствует 400 мг натрия.

58

Причина, по которой гинекологические операции связаны с повышенным риском водной интоксикации, неизвестна, но известно, что особенно подвержены этому опасному осложнению молодые женщины.

59

Пациентам с подагрой часто советуют есть пищу с низким содержанием пуринов, так как пурины в организме превращаются в мочевую кислоту. Действительно, большая часть продуктов со вкусом умами богата пуринами так как АМФ и ИМФ в процессе метаболизма превращаются в пурины, прежде чем из них синтезируется мочевая кислота.

60

Это усредненное целевое значение. Неплохо будет проконсультироваться у врача, так как иногда желательно поддержание более низкого уровня холестерина в крови, в зависимости от общего состояния вашего здоровья.

61

Этот метод не годится, если ваша способность к ходьбе нарушена ортопедическим или неврологическим заболеванием.

62

Результаты некоторых исследований говорят о том, что ходьба или упражнения на беговой дорожке более эффективны, чем езда на велосипеде. Эффективны, однако, оба способа тренировок, и выбирать между ними можно, следуя собственным предпочтениям и склонностям.

63

Самая распространенная формула подсчета целевой частоты сердечных сокращений для упражнений зоны 2 предусматривает расчет максимальной частоты сердечных сокращений, которая равна разности от вычитания величины вашего возраста из числа 220; полученную величину надо умножить на 0,7.

Content

Ричард Джонсон
Твоя толстая натура
Чем полезен «вредный» жир и как взломать механизм набора веса

Предисловие

Введение. Рождение эпидемии

Часть 1 Почему природа хочет, чтобы мы были толстыми

Глава 1. Сила жира

Глава 2. Скрытые причины пользы жира

Глава 3. Переключение в режим выживания

Глава 4. Почему мы толстеем

Глава 5. Неприятный сюрприз: дело не только во фруктозе

Часть II Переключение в режим накопления жира и болезни

Глава 6. Бутербродная болезнь человечества

Глава 7. Как переключение в режим выживания влияет на сознание и поведение

Часть III Перехитрить природу!

Глава 8. Разъяснение роли сахара в диете

Глава 9. Оптимальная диета для блокирования жирового переключения

Глава 10. Восстановление исходного веса и увеличение здоровой продолжительности жизни

Несколько заключительных слов

Ода сахару

Благодарности

Словарь терминов

Примечания