В гармонии с едой. Основы питания от доказательного диетолога

Энергетический баланс в организме человека

Предлагаю сразу начать с определения. На сайте Национального института здоровья [41] читаем: «Энергетический баланс – это баланс калорий, потребленных во время еды и питья, и калорий, сожженных во время физической активности. То, что вы едите и пьете, – это входящая энергия. То, что вы сжигаете при физической активности, – это выходящая энергия».

Теперь предлагаю чуть подробнее разобрать, куда наш организм тратит энергию из заветной булочки или конфетки. Суммарные траты организма можно представить в виде такой пирамиды.

Общесуточный расход энергии (ОСРЭ)

* NEAT – Non-Exercise Activity Thermogenesis – термогенез активности без физических упражнений.

** NEPA – Non-Exercise Physical Activity – физическая активность без физических упражнений.

Общий ежедневный расход энергии (TDEE) состоит из трех компонентов: основные траты энергии в покое (BMR или основной обмен веществ), термический эффект пищи (TEF; также известный как термогенез, вызванный диетой) и расход энергии при активности (Physical activity). Некоторые методы анализа энергетического обмена еще делят физическую активность на тренировочную и повседневную, а в состоянии покоя выделяют потери энергии во время сна. Но в целом можно остановиться на трех приведенных на картинке компонентах, так как глобального значения такое подробное деление не имеет [42].

Траты энергии, которые находятся внизу пирамиды, используются для поддержания жизни. То есть для того, чтобы функционировали все наши органы, протекали биохимические процессы. Причем существует популярное заблуждение, что ночью метаболизм работает как-то не так ввиду отсутствия умственной деятельности. Не будем углубляться в нейробиологию сна, но отметим, что разница в энерготратах при отсутствии физической активности в состоянии сна и бодрствования, составляет в среднем всего лишь 5 % [43–45]. Самую большую роль в расходе энергии в состоянии покоя играет так называемая безжировая масса тела. На ее долю приходится 70 % основного обмена веществ [46]. Безжировую массу тела в современных условиях измеряют при помощи двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии [47]. Понимаю, что этот набор слов трудно выговорить. В обиходе чаще всего используют английскую аббревиатуру DXA.

Сейчас будет немного нудятины о том, как этот метод проводится. Человек в течение 20–45 минут лежит на спине на мягком столе. Через его тело пропускают два пучка рентгеновских лучей очень низкой энергии. Если кратко, то вот и весь метод. Нудятина не состоялась. На изображении ниже можно посмотреть, как это выглядит.

Траты энергии на основной обмен веществ являются слабо вариабельными, по крайней мере в течении короткого времени, так как их львиную долю составляет обслуживание мышц. А мышцы не синтезируются за просмотром роликов в Tik Tok. Конечно, физические упражнения с прогрессией нагрузок помогут увеличить эти траты, но все-таки не так уж значительно, как порой хотелось бы.

А вот энерготраты на физическую активность являются наиболее вариабельным компонентом. Так как, чтобы добраться до холодильника, нужно потратить энергию. Потом чтобы достать колбасу, потом чтобы ее порезать, а если она оказалась не свежая… А, ладно, этот фактор пропустим. Было подсчитано, что расход энергии при активности колеблется от ~15 % у людей, ведущих малоподвижный образ жизни, до 50 % у очень активных [48].

Помимо мышц, которые тратят нашу драгоценную энергию, поддержание нормальной температуры тела также забирает ее себе. По некоторым данным, вплоть до двух третьих от основного обмена веществ. Было подсчитано, что повышение внутренней температуры на каждый 1 °C связано с увеличением энерготрат на 10–13 % [50].

Из приведенной выше схемы нам осталось обсудить только термический эффект пищи. Это энергия, необходимая для переваривания, всасывания, усвоения и хранения питательных веществ. Конечно же она зависит от количества и типа потребляемых питательных веществ. Термический эффект пищи составляет 5–10 %, 0–3 % и 20–30 % энергетического содержания углеводов, жиров и белков соответственно [49].

Теперь нам известно, почему пища является источником энергии и как организм ее тратит. Мы подходим к такому управляемому процессу, как «дефицит энергии/калорий». Именно он лежит в основе эффективности любой диеты, начиная с мракобесной, заканчивая здоровым рационом с ограничением калорий.

Но ввиду того, что часто можно услышать фразу «это все ваша теория, а на практике кто-то доказал?», нам придется отвлечься. Да, доказали. Именно об этом мы поговорим с вами далее.

Почему калорийность работает: общие случаи

Давайте начнем с логических рассуждений. Возьмем условного человека, допустим, его зовут Алексей Ковальский, и отправим его на необитаемый остров. Ввиду того, что наш Алексей всю жизнь жил в городе и прогуливал уроки ОБЖ, навыков выживания и добычи пищи в таких условиях он практически не имеет. И даже если бы имел, то ему все равно не повезло, так как на острове, кроме камней и родника с пресной водой, ничего нет. В результате наш Алексей голодает и худеет. И если проплывающий мимо корабль спасет его через продолжительное время, то он будет истощенный с явным дефицитом массы тела. Никакие эндокринные заболевания, дисбалансы чакр и танцы с бубном не помогут Алексею удержать жировую ткань. В итоге все может закончиться очень печально, вплоть до голодной смерти.

Но можно взять не настолько абстрактный пример. Вспомним блокадный Ленинград. Почти 900 дней [51] сообщение с городом поддерживалось только по Ладожскому озеру («Дорога жизни») и по воздуху. За время блокады погибло от голода и обстрелов свыше 641 тыс. жителей (по другим данным, не менее 1 млн человек). По некоторым источникам, с 20 ноября по 25 декабря 1941 года взрослые рабочие блокадного Ленинграда получали по 250 граммов хлеба в сутки. Калорийность 100 граммов самого распространенного в декабре 1941 года ленинградского блокадного хлеба была не менее 200 ккал. Безусловно, это примерные цифры, так как точный источник найти тяжело. Но можно с уверенностью отметить, что такие нормы не могли пресечь голод. В результате в первую блокадную зиму смертность была самой высокой. Люди худели и умирали от истощения, так как не было еды, не было калорий, не было источника энергии для жизнедеятельности.

Даже такой ужасный пример еще раз показывает, что человек в условиях отсутствия пищевой энергии существовать не может. И запугивания о том, что масса тела увеличивается без нарушения баланса калорий, а просто из-за гормонов, генов, шлаков и токсинов, которые можно увидеть сейчас в социальных сетях, конечно же, не совсем правдивы. И мы должны понимать и знать, что наша масса тела зависит от еды.

Но все это лишь наши логические рассуждения. Перейдем к рассмотрению исследований, которые показывают, что снижение калорийности пищи (дефицит калорий) работает и является основой любой диеты, которая предназначена для снижения жирового компонента тела.

И начнем мы с интересного исследования, которое было опубликовано в Американском журнале клинического питания [52]. В нем сопоставили средний вес детей и взрослых США в 1970-е и 2000-е годы с данными о поставках продовольствия в США за те же годы, скорректировав с учетом потерь продуктов (порча и т. д.). Хоть данные о запасах продовольствия и указывают на пищу, доступную для потребления, а не количество фактически потребляемой еды, результаты все равно получились очень показательными. Доступность и потребление пищи увеличились, и как следствие увеличилась масса тела. Например, средняя калорийность еды у взрослых в 1970 году составляла 2398 ккал/день, а в 2000-е уже 2895 ккал/день.

Изменения расчетного суточного потребления энергии на душу населения детьми и взрослыми в США за периоды с 1971–1976-й (1970-е годы) по 1999–2002-й (2000-е годы), можно посмотреть на графике.

Общее потребление энергии на душу населения (МДж/д)

То, что снижение массы тела связано с ограничением калорий, даже при разных соотношениях микронутриентов, доказали и строго контролируемые исследования. Они проводились в метаболических отделениях, где доступны точные данные о потреблении энергии и дневной массе тела. В ходе одного исследования 16 человек [53] жили в метаболическом отделении в среднем 33 дня и получали жидкие смеси с различным содержанием жиров и углеводов. У них постоянно поддерживалась физическая активность. Может показаться, что не такой уж и длительный период, всего-то месяц. Ну знаете, такое себе удовольствие жить в метаболической палате (камере).

На картинке можно увидеть обстановку внутри метаболической камеры в Клиническом центре Национального института здоровья в Бетесде, штат Мэриленд. В ней есть «чистый» шлюз, через который субъекты получают свою еду, и «грязный», через который они могут сдать остатки еды.

Корреспондент журнала Vox Кристина Анимашаун в своей статье поделился, как устроена метаболическая палата, проведя там сутки в качестве контрольного субъекта [54]. Процитирую его описание: «Герметичная метаболическая камера Национального института здоровья Клинического центра оснащена только велотренажером, туалетом и кроватью. В течение 23 часов в июне я был запечатан в палате, а медсестры постоянно следили за мной через плексигласовое окно и видеокамеру в потолке. В мире всего около 30 метаболических камер, а в Национальном институте здравоохранения – три. Эти высокочувствительные научные приборы стоимостью в несколько миллионов долларов считаются золотым стандартом измерения метаболизма».

Другие исследования также показывают, что диеты с низкой калорийностью и с разной долей углеводов приводят к снижению массы тела. И связано это с уменьшением потребления энергии (калорий), а не с составом питательных веществ [55–56].

Параллельное рандомизированное исследование [57], в котором испытуемые получали либо диету с низким содержанием жиров и высоким содержанием белка, либо диету с высоким содержанием жиров и стандартным количеством белка, показало снижение веса у всех участников за счет ограничения энергетической ценности продуктов. При этом долгосрочная потеря веса у лиц с избыточной массой тела / ожирением и метаболическим синдромом также была связана с ограничением калорий.

В статье журнала Annals of Internal Medicine [58] дан обзор текущей литературы об эпидемии ожирения и четко отмечено, что в большинстве случаев ожирение связано с таким поведением, как малоподвижный образ жизни и повышенное потребление калорий.

Но остаются и другие факторы, которые влияют на нашу массу тела – гены, гормоны, микробиом кишечника. И вот об этих частных случаях мы поговорим с вами далее.

Почему калорийность работает: частные случаи
Гены и ожирение

Связь генов с массой тела очень острая тема. Наследственность представляется нам в виде программного кода, от которого не убежать, как в фильме «Матрица». Ведь даже если посмотреть на сам термин «ген» [59] – сегмент ДНК, который дает клетке инструкции для создания определенного белка, выполняющего определенную функцию в организме, – создается впечатление, что все, приплыли, наша жизнь предначертана. Но это немного не так. Давайте разбираться.

Поиск генов человеческого ожирения начался несколько десятилетий назад. Стремительный прогресс в области молекулярной биологии и успех проекта «Геном человека», начавшегося 1 октября 1990 года и завершившегося в апреле 2003 года, дали ученым возможность прочитать полный генетический план природы для создания человека. Ну если быть точным, к 2003 году определили 90 % последовательности генома, а оставшуюся часть удалось «расшифровать» в 2022 году [60].

Так вот, данный проект выявил несколько генетических факторов, ответственных за очень редкие, моногенные формы ожирения. Новые исследования также начали выявлять генетические основы так называемого «обычного» ожирения. Выяснилось, что на него влияют десятки, если не сотни генов.

Возникает резонный вопрос: то есть люди все же толстеют из-за генов?

Исследования дают некоторое представление о генетике ожирения, хотя, если сказать честно, мало что понятно. Например у усыновленных детей индекс массы тела (ИМТ) лучше коррелирует с индексом их биологических родителей, чем приемных [61–62]. При этом было показано, что по наследству передаются в большей степени некоторые особенности пищевого поведения, такие как выбор пищи, склонность к перееданию, недоеданию [63–64]. А потом это все еще как-то взаимодействует с факторами жизни человека, с его физической активностью, вредными привычками… В общем, понятно, что ничего не понятно.

И тем не менее попытки найти тот самый ген ожирения продолжаются. Хотя ученые понимают, что речь скорее идет о наборе или вариантах определенных генов. Так при помощи сканирования сотни тысяч генетических маркеров в полных наборах ДНК тысяч людей в 2007 году [65] исследователи выявили первые варианты генов, связанных с ожирением, в так называемом гене «жировой массы и ожирения» (FTO). Выдвигается предположение, что у людей, которые носят вариант FTO, риск ожирения на 20–30 % [66] выше, чем у людей, у которых его нет. Хотя в этих же исследованиях на практике показана разница в массе тела около 3 кг. Поэтому на данный момент механизмы связи между вариантами FTO и ожирением неясны. Но хорошая новость состоит в том, что влияние данного варианта генов напрямую зависит от физической активности и питания человека [67]. Например, нормализация образа жизни может снизить риск и у тех, кто является носителями «генов ожирения». Метаанализ [72], в который вошло 45 исследований взрослых (218 166 человек) и 9 исследований детей (19 268 человек) показал, что физическая активность ослабляет влияние вариантов FTО на риск ожирения на 27 %.

Чуть больше мы знаем про ожирение, которое является отличительной чертой нескольких генетических синдромов, вызванных мутациями или хромосомными аномалиями. Например, синдромов Прадера-Вилли и Барде-Бидля. При этих заболеваниях ожирение часто сопровождается умственной отсталостью, репродуктивными аномалиями и другими состояниями.

Рассмотрим генетические мутации немного подробнее. Синдром Прадера-Вилли – наиболее распространенное из генетических заболеваний, вызывающих опасное для жизни ожирение у детей. Он влияет на многие аспекты жизни, включая питание, поведение и настроение, физический рост и интеллектуальное развитие [68]. Часть мозга, которая контролирует чувство сытости и голода, у людей с синдромом Прадера-Вилли не работает должным образом. Они переедают, что приводит к ожирению [69].

Если мы открываем раздел методов лечения синдрома Прадера-Вилли на National Institutes of Health, то видим (естественно, помимо гормональной и другой терапии): «Хорошо сбалансированная НИЗКОКАЛОРИЙНАЯ диета и регулярные физические упражнения имеют важное значение и должны соблюдаться на протяжении всей жизни». Ограничение калорий будет останавливать набор веса. Также важно контролировать окружающую среду ребенка, чтобы предотвратить доступ к пище. Семья, соседи и школа должны работать вместе, потому что больной будет стараться добывать еду везде, где это возможно. Физические упражнения могут помочь ребенку с синдромом Прадера-Вилли нарастить мышцы.

Далее я приведу информацию от Фонда исследований Прадера-Вилли [70]. Есть множество примеров, как с данным синдромом удавалось удерживать массу тела при модификации образа жизни, контроле доступности пищи и соблюдении адекватного уровня потребления КАЛОРИЙ. Также указано, что на сегодняшний день никакие лекарства не доказали свою эффективность в регулировании аппетита при данном синдроме. Безусловно, макронутриентный состав (соотношение белков, жиров и углеводов) тоже вносит свою лепту в диетотерапию [71]. Чуть увеличенная доля белка – 25 % и достаточное потребление клетчатки – от 20 г в день как минимум помогают контролировать аппетит. Но опять же, основой является диета с ОГРАНИЧЕНИЕМ энергии (калорий).

Подводя итог, можно сказать, что гены – это не наша судьба. То, как мы живем, влияет на то, как работает наш геном. Поэтому все, что касается влияния наследственности на ожирение, в наших руках. А вот в наших ли руках остальные факторы, поговорим с вами далее.

Физическая активность и масса тела

Мы дошли до самой нелюбимой темы. Дело в том, что физическая активность человека из года в год неуклонно снижается, и на это есть ряд причин. Начнем с того, что количество различных автоматизированных систем и устройств в нашей жизни становится все больше. Вот я периодически вспоминаю, как в детстве, живя в городе Муравленко, утром собирался в школу. Вместе со мной собирался папа. И мало того, что нужно было топать до машины, ее еще нужно было откопать от снега. И если, откапывая, папа понимал, что это не наша машина, то трехэтажным матом будил тех соседей, которые еще не проснулись. Да и с общественным транспортом были проблемы, поэтому идти 3 км пешком домой из школы было привычно. А что сейчас? Общественный транспорт стал более доступен, а дома у нас вообще посудомоечные машины, роботы пылесосы, стиральные машины. В крупных городах и за продуктами можно не ходить, и еду не готовить – заказал через сервис доставки и сидишь смотришь «Игру Престолов», попутно листая ленту какой-нибудь социальной сети.

Казалось бы, это очевидные факторы, но они так плавно внедрились в нашу жизнь, что стали совсем обычными. И абсурд заключается в том, что физические упражнения обычно называют «полезными для здоровья». А состояние физической нагрузки вообще-то является биологическим нормальным состоянием [73].

Вот интересный пример. Население амишей^[7] имеет низкий уровень ожирения и делает от 14 до 18 тыс. шагов в день, тогда как остальные жители США в среднем делают от 5 до 6 тыс. шагов [74].

При этом если все-таки говорить о пользе физической активности, то ее хоть отбавляй. В клинических исследованиях было показано, что физически активные люди менее склонны к развитию инсульта, рака, диабета 2 типа, ожирения, остеопороза, саркопении, к потере когнитивных функций и заболеваниям мозга [75–81].

При этом и профессиональная физическая активность неуклонно снижается, так как все больше людей переходят от физического труда к интеллектуальному. И тут тоже есть конкретный пример. В 1960 году примерно половина рабочей силы в Соединенных Штатах была умеренно активна на работе, но по состоянию на 2010 год более 70 % работников вели сидячий образ жизни. Щелканье мышкой не считается физической активностью. Это означает среднее снижение расхода энергии, связанного с работой, на 140 ккал/день у мужчин и 120 ккал/день у женщин, что еще больше способствует увеличению распространенности ожирения [82].

И это мы еще практически не затронули телевизор, который также поспособствовал распространению ожирения. Если изучить все факторы малоподвижного образа жизни, то голубой экран будет лидировать в повышении риска ожирения и диабета. Наблюдательные и достаточно продолжительные исследования это подтверждают [83].

Еще одно очень интересное исследование [84] проводилось с 1992 по 1998 год среди женщин из 11 штатов США в рамках изучения здоровья медсестер. Результаты получились следующими: каждое 2-часовое увеличение просмотра телевизора было связано с 23 %-ным увеличением риска ожирения и 14 %-ным увеличением риска диабета. Каждый час быстрой ходьбы в день был связан с уменьшением риска ожирения на 24 % и риска диабета на 34 %. Но это неприятное исследование, так как оно не дает волшебной таблетки и не позволяет винить во всем какие-то определенные продукты.

Возникает логичный вопрос, каким образом физическая активность предотвращает ожирение?

В обзоре литературы от журнала «Эпидемиология ожирения» [85] приведены следующие факторы:

• Физическая активность увеличивает общий расход энергии. Это может помочь сохранить энергетический баланс или даже похудеть, если не есть больше и не компенсировать тем самым лишние сжигаемые калории.

• Силовые тренировки и другие упражнения для укрепления мышц наращивают мышечную массу, увеличивая энергию, которую тело сжигает в течение дня, даже когда оно находится в состоянии покоя, и облегчая контроль веса.

• Физическая активность уменьшает депрессию и беспокойство, и это повышение настроения может мотивировать людей придерживаться режима упражнений с течением времени.

Думаю, что у меня получилось донести важность физической активности, поэтому самое время дать какие-то ориентиры по ее необходимому количеству.

Согласно ВОЗ [86] минимальный ориентир такой: следует заниматься аэробными физическими нагрузками средней интенсивности не менее 150–300 минут в неделю. Им эквивалентны не менее 75–150 минут аэробной физической активности высокой интенсивности. Следует также выполнять упражнения, которые задействуют все основные группы мышц, два или более дней в неделю, так как они обеспечивают дополнительную пользу для здоровья.

А мы идем далее, и на очереди у нас еще одна вожделенная тема – гормоны.

Эндокринные заболевания и масса тела

Начать хочется с того, что наше привычное понимание гормональной системы окутано некоторой магией. В первую очередь потому, что вещества, которые синтезируются эндокринными органами в небольших количествах, управляют всеми процессами человеческого организма. Можно представить еще только одну систему органов с похожими функциями – нервную систему. Все это придает гормонам некоторую мифичность или волшебность. Но перед тем, как размышлять о том, стоит ли обвинять их в избыточной массе тела, давайте обозначим, за счет каких компонентов масса тела может увеличиваться. Наиболее вариабельных компонентов три – это мышцы, вода и жировая ткань.

Переживать за увеличение мышечного компонента вряд ли кто-то будет. Особенно учитывая, что для увеличения мускулов нужны, помимо всего прочего, маложеланные тренировки с прогрессией нагрузок. А заниматься ими так неохота.

Второй компонент – это задержка жидкости. И эндокринные заболевания однозначно могут приводить к данному явлению. Например, гипотиреоз – состояние, когда щитовидная железа не производит должного количество йодсодержащих гормонов, за счет накопления гиалуроновой кислоты в различных тканях, снижения сердечного выброса и снижения термогенеза [87].

И остается у нас жировая ткань. С ней не все так однозначно. Если ответить с точки зрения медицины (давайте назовем это так), то да, гормоны являются одной из причин ожирения. Например, открыв последние клинические рекомендации для врачей по лечению ожирения [88], можно увидеть, что в причинах ожирения выделяют первичное и вторичное ожирение. А в структуре вторичного – следующее, я прям процитирую: «ожирение вследствие эндокринопатий: заболеваний гипоталамо-гипофизарной системы, надпочечников, гипотиреоидное, гипоовариальное».

Такое ожирение имеет место быть ввиду того, что гормоны влияют на траты энергии нашего организма, на наше пищевое поведение и самочувствие. Для примера возьмем гипотиреоз. Как мы выяснили выше, при данном состоянии синтезируется мало гормонов щитовидный железы. А ведь эти гормоны влияют на обмен белков, жиров, углеводов и тем самым на количество энергии, которое наше тело тратит в состоянии покоя. Но только на этом все не заканчивается. Гипотериоз сказывается на психо-эмоциональном состоянии. Человек становится более апатичным, усталым, у него снижается мотивация к повседневной физической активности, не говоря уже о занятиях спортом. И все это приводит к тому, что организм тратит меньше энергии. При этом питание никак не меняется. Получается, что, сам того не подозревая, человек начинает ежедневно превышать количество калорий.

Получается, что если посмотреть на все это с точки зрения сухой физики и закона сохранения энергии, гормоны не вызывают ожирения, по крайней мере, напрямую. Ведь жировая ткань не берется из темной материи, вакуума или других неизвестных нам веществ. Если мы зайдем на сайт Американской ассоциации щитовидной железы [89], то увидим следующее: «Причина увеличения веса у людей с гипотиреозом сложна и может быть не связана с избыточным накоплением жира. Большая часть лишнего веса в этом случае связана с избыточным накоплением соли и воды. Резкое увеличение массы тела редко связано с гипотиреозом. В целом, 5–10^[8] фунтов (делим на два) массы тела могут быть связаны со щитовидной железой».

Я не пытаюсь оспорить эндокринные причины ожирения, но лишь хочу еще раз подчеркнуть, что гормоны подчиняются тем же законам, по которым существует весь наш организм в данной вселенной. Но иногда так хочется представить, что мы герои фэнтезийных романов Майкла Муркока «Расколотые миры», что мультивселенные существуют и именно там гормоны работают в обход фундаментальных законов. Однако оставим физическую космологию и пойдем с вами дальше.