Грязные игры чистых углеводов

Грязные игры чистых углеводов
Юрий Юрьевич Гичев

Углеводы – это зло, крахмал – это ожирение, а сахар – это смерть. Доказано Аткинсом и Монтиньяком. Наше гастрономическое будущее сузилось до оконца безуглеводной диеты, палеодиеты или кетодиеты… А совсем рядом средиземноморское солнце врывается в широко распахнутые двери итальянской траттории, наполненной запахом свежеиспеченного хлеба! И, как ни странно, такая кухня может быть тоже очень полезной. Одним словом, за этим простым словом «углеводы» скрывается столько интересных историй, что впору писать детектив. Будет ли это похоже на Агату Кристи, мы не знаем, но массу новой и очень неожиданной информации об углеводной пище гарантируем!

Ироническое вступление, но не без доли правды

Согласно Ветхому Завету (или Моисею, если переходить на личности), признаками земли обетованной являются следующие дары природы: пшеница и овес, инжир и гранат, виноград и оливковые деревья, а также мед. Если убрать оливковое масло, остаются сплошные углеводы (а еще и глютен, алкоголь и аллергены). Что и говорить, дремучие предки, не читавшие трудов светил современной науки о питании от Аткинса до Перлмуттера! А эти народные поговорки о хлебе, что всему голова, или о каше, в которой сила наша. Просто какое-то углеводное идолопоклонничество!

Впрочем, не отличались сознательностью и пищевой ответственностью и наши не столь уж далекие предшественники. Вы только посмотрите на эти так называемые исторические диеты – средиземноморскую, японскую, китайскую, кавказскую! Опять те же самые углеводы, а с ними опять глютен, алкоголь и аллергены. Да, конечно, белка здесь уже гораздо больше, но углеводная вакханалия все равно продолжается! Видимо, и тут на наших праотцов так и не снизошло научное откровение, и они ничего не слышали об ожирении, сахарном диабете, метаболическом синдроме и глютеновой непереносимости. Ничего не слышали, ничего не знали об этих страшных болезнях и… возможно, и не болели?

Нет, такого даже нельзя представить! – скажет сосредоточенный и стройный последователь одной из сотен безуглеводных или кетодиет! Нет, это решительно невозможно! – скажет современный врач-диетолог. Сохранить здоровье при таком количестве углеводов в рационе просто нет никаких шансов. Вы только посмотрите на современное общество! Проблема болезней, так или иначе связанных с фастфудом, сладкими напитками и углеводными снеками, зашла так далеко, что сегодня вопрос введения законодательных ограничений на так называемый junk-food серьезно обсуждается уже в большинстве развитых стран.

Правда, есть тут одна загвоздка… Если углеводы – это зло и если прав Аткинс, то проигравшим оказывается Моисей. А вот в это трудно сразу поверить – слишком уж разные у них весовые категории. Если же признать правоту Моисея, тогда придется согласиться с тем, что на земле обетованной (равно как и в древних землях Греции, Рима, Индии, Китая и Японии) росли какие-то другие растения с какими-то другими углеводами в составе. Совсем не такими, как в соседнем супермаркете или бургерной через дорогу. И вот этой загадочной истории мы и посвятим эту книгу.

Часть первая. Что такое углеводы

Хотите провести интересный эксперимент? Пойдите в ближайший магазин и наберите в корзину самые вредные продукты, которые у всех на слуху. Чипсы, конфеты, сэндвичи, белый хлеб, печенье, газированные напитки и т.д. А теперь изучите этикетки этих продуктов и попробуйте найти какой-нибудь один компонент состава, который присутствует во всех из них в наибольшем количестве. Ответ предсказать очень легко – это будут, конечно же, углеводы. Так сказать, общий знаменатель практически любой вредной пищи.

А теперь самое интересное. Мы берем вторую корзину и идем набирать самые полезные продукты. Зелень, овощи, овес, пророщенную сою, натуральный йогурт, апельсины, лесные ягоды и др. Опять анализируем этикетки на предмет превалирующего питательного компонента и… получаем те же самые углеводы. Что за чертовщина такая! Белки и витамины – однозначно полезны, насыщенные жиры и консерванты – чаще всего вредны, а вот с углеводами чепуха какая-то получается!

Откуда берутся и зачем нужны углеводы

Когда Ф. Энгельс говорил о жизни как о способе существования белковых тел, он, вероятно, имел в виду человека и животных. Если же говорить о растениях, то в этом случае жизнь – это полное торжество углеводов. Как мы помним из школьного курса ботаники, самым характерным, самым универсальным и, безусловно, самым главным процессом жизнедеятельности растений является фотосинтез. С помощью энергии солнца и при посредстве зеленого пигмента хлорофилла (именно поэтому все растения зеленые) из УГЛЕкислого газа атмосферы и ВОДЫ синтезируются – вы уже, конечно, догадались – углеводы.

Непосредственно в процессе фотосинтеза синтезируются глюкоза и фруктоза, которые являются очень удобными и универсальными энергетическими молекулами, легко растворимыми в воде и способными доставлять энергию в любые части растения. Однако глюкоза и фруктоза не очень хорошо подходят для запасания энергии, так как быстро окисляются, и поэтому растения научились синтезировать из них сложные углеводные молекулы, которые можно было бы хранить. Сахароза (комбинация глюкозы и фруктозы), а также гораздо более сложные полимеры глюкозы, такие как крахмал и инулин, используются растениями именно как резервные энергоносители.

Кроме того, из глюкозы и фруктозы как из строительных кирпичиков строятся сотни других более сложных углеводов, уже не имеющих никакого отношения к энергетическому обмену. Дело в том, что глюкоза и фруктоза достаются растениям почти даром – были бы вода и солнце! – и поэтому они стараются использовать этот материал везде, где только можно. Целлюлоза, состоящая из тысяч молекул глюкозы, утрачивает энергетическую функцию, но зато становится прекрасным опорным материалом, из которого можно строить каркас стеблей, стволов, листьев и плодов. Пектины, которые синтезируются из молекул галактозы, выполняют влагоудерживающую роль, способствуя созреванию и долгой сохранности плодов растений.

И такое положение дел вполне объясняет тот факт, что практически все растения состоят преимущественно из углеводов. Белки и жиры они синтезировать, конечно, тоже могут, но это уже гораздо более сложный процесс, требующий хорошего состава почвы и больших затрат энергии. И поэтому основная часть белков и жиров растений концентрируются в плодах и семенах, что требуется для обеспечения прорастания последних и для первых этапов роста молодых растений, пока еще не обладающих достаточным ресурсом для запуска процессов фотосинтеза. Однако даже если брать семена отдельно от всего растения, то даже в этом случае углеводы все равно будут главным химическим компонентом (за исключением, пожалуй, только орехов и семян масличных культур).

Углеводы в жизни животных и человека

Хотя животные и их древние предшественники никогда не обладали способностью к фотосинтезу, они просто не могли пройти мимо глюкозы. Слишком уж это быстрый, эффективный и универсальный энергоноситель, которому просто нет аналога в природе, если речь идет о «взрывной» работе мышц, высшей нервной деятельности, вынашивании или вскармливании потомства. По сравнению со всеми другими источниками энергии углеводы обладают очень простой молекулярной структурой и легко растворяются в воде. А это значит, что они легко и быстро могут проникнуть в любые клетки организма и обеспечить их энергией.

Именно поэтому организм животных и человека в нормальных условиях использует глюкозу в качестве главного, а иногда и единственного энергоносителя для обеспечения энергетических потребностей своих самых важных органов, таких как головной мозг, эритроциты (красные клетки крови), органы зрения, органы гормональной регуляции (например, надпочечники). Кроме того, глюкоза критически важна для питания плода, а также для образования материнского молока (так как главный сахар молока – лактоза – синтезируется из глюкозы). Конечно, в условиях длительного голодания человек и животные могут использовать в качестве источника энергии и другие вещества (например, жирные кислоты и такие продукты распада жиров, как кетоны), но даже в этих критических ситуациях полностью отказаться от глюкозы мы не можем.

И тут неизбежно возникает вопрос – откуда животные и человек получают эту самую глюкозу, если процессы фотосинтеза нам недоступны? Первый и самый, казалось бы, очевидный ответ, который сразу приходит на ум, является неверным. Нет, не из еды. Во-первых, как мы уже говорили, чистых углеводов в растениях крайне мало, а сложные углеводы крайне непросто переварить даже жвачным животным. Во-вторых, хищники вообще не едят никаких растений.

И именно поэтому все животные и человек научились синтезировать глюкозу самостоятельно. Правда, в отличие от растений это крайне небольшое количество глюкозы, необходимое только для самых первоочередных нужд. Это ведь растениям глюкоза достается почти даром, а вот в животном организме ее синтез представляет собой очень сложный и энергозатратный процесс. И именно поэтому у животных и человека наряду с глюкозой широко используются и другие источники энергии и в первую очередь жиры.

Но главным отличием обмена углеводов у животных является то, что они практически не способны запасать глюкозу для того, чтобы тратить ее в голодный период. Если растения запасают огромное количество глюкозы в виде крахмала, которого им может хватить на очень долгий период, животные и человек могут накапливать глюкозу в виде гликогена лишь на сутки-другие максимум. Именно поэтому любая животная пища содержит много белка и жиров, но практически не имеет в своем составе углеводов. И именно с отсутствием эффективных механизмов запасания избыточной глюкозы в организме человека как раз и связаны многие современные проблемы, связанные с большим количеством свободных углеводов в пище, о чем мы подробно поговорим ниже.

Кроме энергетической функции углеводы еще могут использоваться животными и как строительный материал. Как мы уже говорили выше, растения давно научились использовать для этой цели глюкозу и другие простые сахара, и огромные стволы деревьев – это не что иное, как сложные углеводы, такие как целлюлоза и лигнин. У человека и животных углеводы уступают место белкам как главному строительному материалу, но, тем не менее, участвуют в образовании многих очень важных соединений.

Например, многие гормоны являются белково-углеводными соединениями (гликопротеинами), а также всем известный коллаген и многие ферменты. Не меньшее значение имеют соединения углеводов с жирными кислотами (гликолипиды), которые имеют особенно важное значение для функционирования нейронов головного мозга. Однако если брать все углеводы, используемые нашим организмом в целом, все равно более 99% из них используются в качестве источника энергии.

Часть вторая. Как и откуда мы получаем углеводы

Казалось бы, чего тут рассуждать! В нашей пище столько углеводов, и при этом мы сегодня едим, когда хотим – так что вопрос об их источниках может считаться закрытым. И в целом это так, если брать в расчет только среднестатистических жителей современных развитых стран. А вот если взять наших предков или животных, то в их пище готовых к усвоению углеводов почти никогда не было и большую часть необходимой глюкозы они вынуждены были синтезировать самостоятельно.

Углеводы для травоядных

Растения – это основной и очень богатый источник углеводов в природе. Соответственно, любое животное, питающееся преимущественно растительной пищей, на первый взгляд не должно испытывать никаких проблем с углеводами и получать их в готовом виде. Ну, то есть, точно так же, как и мы с вами сегодня. Но к большому удивлению многих, это совсем не так.

Как уже было сказано выше, растения практически всю синтезируемую ими глюкозу сразу же тратят для образования энергии либо «упаковывают» в очень сложные углеводные формы. Да, семена многих растений содержат легкодоступные углеводы в виде крахмала, а многие плоды богаты сахарозой и фруктозой, но в дикой природе эти части растений составляют лишь мизерную часть рациона травоядных. И в силу сезонности, и, главное, в силу того, что плоды и семена дикорастущих растений (вспомните полевые злаковые сорняки или дикую яблоню) составляют доли процента от массы всего растения в отличие от культивируемых человеком аналогов.

Соответственно, львиная доля углеводов в историческом рационе травоядных представлена неперевариваемыми пищевыми волокнами, из которых невозможно получить не то что глюкозу, а вообще хоть что-либо питательное. К счастью, у травоядных есть помощники – миллиарды бактерий, населяющих желудок и кишечник. Именно они расщепляют сложные пищевые волокна и образуют из них… нет, не глюкозу, а летучие жирные кислоты, такие как уксусная, пропионовая и масляная кислоты.

И вот именно эти летучие жирные кислоты уже могут усваиваться животными, и именно они служат для них главными источниками энергии. Уксусная кислота – это одно из ключевых звеньев цикла Кребса, главным продуктом которого как раз и является образование клеточной энергии. Кроме того, уксусная кислота используется еще и для синтеза жиров – еще одного источника энергии и в том числе через механизм синтеза глюкозы из жирных кислот. Масляная кислота имеет огромное значение для жизнедеятельности толстого кишечника, являясь одновременно энергетическим субстратом для клеток последнего, участвуя в регуляции проницаемости его стенок, а также способствуя поддержанию нормальной кишечной микрофлоры. А вот пропионовая кислота служит главным источником синтеза глюкозы, без которой животные все равно не могут поддерживать нормальный энергетический обмен, несмотря на наличие упомянутых выше альтернативных источников энергии.

Таким образом, несмотря на то что в составе растительного корма формально присутствует огромное количество глюкозы, животные не могут получить ее напрямую и вынуждены синтезировать ее самостоятельно. И поскольку это довольно непростой и энергозатратный процесс, приносящий к тому же не так много глюкозы, травоядные животные занимаются синтезом последней практически постоянно (и поэтому-то они постоянно что-то жуют), а ее запасы в виде гликогена крайне невелики. То есть, здесь не может быть и речи даже о теоретическом избытке углеводов в организме.

Углеводы для хищников

Плотоядные животные, особенно стопроцентные хищники, вообще не получают углеводов из пищи. Количество гликогена, которое есть в мясе и печени их жертв, настолько мало, что им можно пренебречь. У большинства хищников даже отсутствует генетическая способность распознавать сладкий вкус, что свидетельствует о том, что они на протяжении тысяч поколений никогда не сталкивались со свободными углеводами в пище. Это подтверждает и факт отсутствия в слюне, например, кошачьих такого фермента, как амилаза, которая необходима для первичного расщепления углеводов пищи.

Еще более убедительным свидетельством того, что строгие хищники в процессе своей эволюции практически не сталкивались с пищевыми углеводами, является крайне низкая активность глюкокиназы. Этот фермент, синтезируемый в печени, является ключевым элементом утилизации глюкозы, поступающей вместе с пищей. Он, во-первых, непосредственно осуществляет первичный метаболизм глюкозы, а во-вторых, повышение активности глюкокиназы служит сигналом для синтеза инсулина, запускающего далее уже масштабную утилизацию глюкозы. Именно поэтому если в качестве эксперимента добавить в корм, например, кошкам даже сравнительно небольшое количество глюкозы (1–2 г на 1 кг массы), повышенный уровень глюкозы в крови будет сохраняться у них 5–6 часов после еды. Для сравнения у собаки и человека, которые относятся к всеядным, уровень глюкозы крови в этих же условиях нормализуется в 3–4 раза быстрее.

Но тот факт, что хищники практически не получают углеводов с пищей, совсем не значит, что они им не нужны. Наоборот, большой головной мозг хищников (а он у них действительно один из самых крупных во всем животном мире) постоянно нуждается в немалых количествах глюкозы. Однако всю эту глюкозу хищные животные вынуждены синтезировать сами, используя в качестве исходного субстрата белок. Именно это, кстати, и объясняет еще одну удивительную способность хищников – они способны съедать и усваивать огромные количества пищевого белка без риска белковой интоксикации, как это часто встречается у других животных и у человека.

Углеводы для человека

Если брать во внимание историю человечества до появления сельского хозяйства – а это львиная часть эволюции человека, – мы должны будем признать, что пищевые углеводы и для древнего человека были крайне редким элементом рациона. И глюкозу наши предки тоже в основном синтезировали самостоятельно, занимая по этому показателю (в силу своей всеядности) промежуточное положение между чистыми травоядными и строгими хищниками.

Да, у нас нет огромного многокамерного желудка, как у травоядных, но зато природа наделила нас очень большим толстым кишечником, густо населенным бактериями, которые помогают нам расщеплять неперевариваемые пищевые волокна растительной пищи. И точно так же, как жвачные животные, мы в результате этого получаем летучие жирные кислоты, из которых можем уже синтезировать глюкозу и другие энергоносители, хотя и с несколько меньшей эффективностью.

Кроме того, подобно жвачным животным мы можем синтезировать глюкозу из жиров, образующихся в изобильные пищевые периоды из тех же самых летучих жирных кислот. Но, вместе с тем, подобно хищникам мы можем использовать для синтеза глюкозы и белок, которого у нас как у всеядных в пище гораздо больше по сравнению с травоядными.

Конечно, в рационе человекообразных обезьян, первобытного человека и наших далеких и не столь предков присутствовали и чистые углеводы, которые могли усваиваться напрямую из пищи. В силу опережающего развития головного мозга наши предшественники могли расширять свой рацион за счет разных плодов, семян, почек и сладких корнеплодов, содержащих определенную часть углеводов в чистом виде. Однако если брать не отдельные сезоны или географические области, а общую эволюцию питания животных и человека, мы должны будем признать, что большую часть глюкозы нам приходилось все время синтезировать самим. Об этом же свидетельствуют весьма ограниченные возможности организма большинства животных и человека по усвоению чистых углеводов из пищи и, тем более, практически полное отсутствие механизмов запасания и хранения глюкозы. И это очень важный момент, о котором мы должны будем поговорить отдельно.

Часть третья. Грязные игры чистых углеводов

Итак, получается, что исторически глюкоза – это крайне дорогая субстанция. Дорогая и потому, что это практически единственный подходящий источник энергии для таких важнейших органов, как мозг, эритроциты, эндокринные железы, и также по той причине, что глюкозу животным и человеку (большую часть нашей эволюции) приходилось синтезировать самостоятельно. А это далеко не такой простой процесс и к тому же весьма затратный и медленный.

Именно поэтому природа наградила нас способностью крайне бережно и эффективно использовать столь редкий и дорогой энергоноситель. И в условиях довольно скудного и малоуглеводного рациона питания, который был характерен для человека на протяжении почти всей его истории, это было огромным благом. Однако стоило только нам открыть прелести быстрых углеводов, как вся эта стройная система тут же обернулась против нас.

Углеводы быстрые и медленные

Но для начала нам нужно вспомнить, что такое быстрые, медленные и рафинированные углеводы. Эти термины очень часто употребляются диетологами в контексте различных заболеваний и проблем, связанных с неправильным питанием. И это действительно крайне важно для понимания всего того, о чем мы будем говорить далее.

Быстрые углеводы

Как мы говорили выше, непосредственными продуктами реакций фотосинтеза в растительных клетках являются глюкоза и фруктоза. У животных главным продуктом реакций углеводного синтеза является глюкоза. Кроме того, в растениях глюкоза и фруктоза часто объединяются в одну молекулу, и такое соединение носит название сахарозы (всем известный сахар). В семенах ячменя, ржи и некоторых других зерновых молекулы глюкозы могут еще соединяться попарно и образовывать такое соединение, как мальтоза (солодовый сахар). Наконец – если речь идет о млекопитающих – мы должны будем вспомнить о лактозе. Этот молочный сахар состоит из одной молекулы глюкозы и одной молекулы галактозы (которая, впрочем, при усвоении очень быстро превращается в глюкозу).

Кроме того, в грибах и некоторых других растительных и животных источниках встречается дисахарид трегалоза, так же, как и мальтоза, состоящий из двух молекул глюкозы. Однако трегалоза из-за особенностей своего химического строения усваивается далеко не у всех людей и то же самое можно сказать и о стахиозе, встречающейся в составе бобовых культур. Соответственно, оба этих олигосахарида очень трудно отнести к быстрым углеводам, если речь идет о питании человека.

Глюкозу, фруктозу, сахарозу, лактозу и мальтозу объединяет одно важнейшее свойство – они являются очень быстрыми источниками энергии. Дело в том, что они обладают небольшой молекулярной массой и легко растворимы в воде, а это значит, что они могут очень быстро всасываться в кишечнике, оттуда почти моментально попадать в кровь и уже далее быстро попадать в клетки в качестве источника энергии. Так, например, если употребить внутрь в виде водного раствора 75 граммов чистой глюкозы, как это делают для диагностики скрытого диабета, уровень глюкозы в крови повысится более чем в два раза уже через 30–45 минут.

И проблема тут не только в том, что это очень серьезное и опасное повышение уровня сахара, которое является прямым следствием того, что мы мало приспособлены к употреблению больших количеств чистых углеводов и практически не умеем их эффективно усваивать и запасать. Главная проблема в том, что сегодня быстрых углеводов в нашей пище не просто много, а невероятно много. Так, упомянутые выше 75 граммов глюкозы по своему негативному эффекту равны, например, всего 100 граммам фиников, трем шоколадным конфетам или 150 граммам картофельных чипсов. А сколько их мы можем съесть в сутки, причем сразу все вместе?