Про калории, энергию и отличие человека от печки

Калория – единица измерения теплоты, или энергии вообще. Энергия бывает нескольких видов: химическая, механическая, тепловая, электрическая, атомная. Каждый из видов тоже может быть поделен на подвиды, но для нас это уже не важно. Надо просто помнить, что человеческое тело постоянно преобразовывает энергию из одного вида в другой, причем порой очень непрямыми путями (но о путях потом). И энергия из пищи не становится напрямую энергией, которая позволяет «перенести ногами массу 80 кг на 1 метр».

А калория и вовсе изначально про тепло. Одна калория – это тепло, которое нужно, чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 градус Цельсия. Но белый хлеб, вроде, не замечен в нагревании воды, если его оставить рядом с холодным чайником. Что в нем за калории такие?

Изобретатель Уилбур Этуотер в конце XIX в составил таблицы калорийности продуктов, которые используются и по сей день.

Значения в этих таблицах – результат сжигания одного грамма продуктов в специальной печи и замера выделившейся теплоты. Это первый источник неточности табличных значений: человеческий организм – не печка, продукты не сжигаются до углекислого газа, воды и пепла. Сжигать в печке можно множество несъедобных веществ или съедобных продуктов, не дающих организму никаких метаболически ценных веществ. Если в таблицы внести бензин, у него тоже будет калорийность (и немалая), но это не значит, что прием бензина внутрь даст вам сил для бодрого бега. Похожая история и с алкоголем: чистый спирт отлично горит, дает тепло, но нет в теле человека ни одной цепочки превращений, которая эту энергию может превратить во что-то полезное. А калорийность есть. Возьмите бутылку водки – на ней написано: «Пищевая ценность – 224 ккал/100 мл». Литр водки в сутки – и вот вы получаете с запасом ваши «одобренные минздравом» 2000 ккал? Конечно, нет.

Целлюлоза (бумага, вата или клетчатка) тоже горит и калорийность имеет, да еще и состоит из молекул глюкозы. Но упакованы эти молекулы так плотно, что ферменты человека клетчатку не разлагают, а бактерии желудочно-кишечного тракта могут отщепить только крошки на собственную жизнь. Тело не получит из клетчатки никаких калорий. А в таблицах написано.

Результаты зажигательных экспериментов внесены в стандарты – российский ГОСТ, американские таблицы FDA (Управления по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных средств), да и остальные страны пользуются трудами Этуотера и его последователей. Поэтому на хлебозаводах нет печи, в которой сжигают буханку хлеба и замеряют выделившееся тепло. Производитель просто пересчитывает: в хлебе на сто граммов столько-то муки, столько-то сахара, столько-то масла. Калорийность каждого ингредиента берется из таблицы, итоговая раскладка и сумма печатается на упаковке.

Но, во-первых, мука бывает разная. Даже мука одного сорта может иметь разное содержание компонентов. Все растения усваивают вещества из почвы и воздуха по-разному. Один и тот же сорт пшеницы в один год получит достаточно солнца и удобрений, чтобы запасти в зерне белок и крахмал, а в другой год – нет.

Во-вторых, добавленный в хлеб сахар используется для запуска брожения дрожжей. Дрожжи его просто едят. Выделяют тепло, углекислый газ и водяной пар. Калории сахара и части крахмала превращаются в два вещества, которые не дадут вам ни джоуля энергии. В тесте от этого появляются полости – пузырьки выдохнутого дрожжами CO2, хлеб поднимается и становится пористым, таким как мы привыкли есть. И получается, что в чан засыпали сахар, в таблицы калорийность вписали, а в готовом продукте его стало меньше или вовсе не осталось. Насколько – невозможно рассчитать универсально, дрожжи тоже живые и условия брожения всегда немного различаются.

В-третьих, иногда производитель меняет рецептуру. Иногда с ведома главного технолога, а иногда и без. Упаковка может не успеть за новой партией. А умыкнутый работниками цеха мешок муки и вовсе не заметить.

А еще (это уже в-четвертых) производитель может просто врать или намеренно или случайно искажать информацию. Так тоже бывает. За этим должны следить соответствующие службы, но разве за всеми уследишь? Если продукт получился съедобный, покупатели пробуют и берут еще – можно выпускать партию с враньем на этикетке довольно долго.

Иногда это можно отследить. Мы встречали у одного из производителей продукт «Льняная каша». Состав: семена льна растертые. По логике, калорийность от растертости не меняется – печке никакого дела нет, целое зерно или тертое сгорит в пепел. А калорийность каши отличается от табличных значений для семени льна. Значит, кто-то искажает информацию.

На прожеванный пищевой комок в желудочно-кишечном тракте начинают действовать ферменты. Одни отщипывают от крахмала хвосты глюкозных молекул, другие разрушают структуру белка, третьи разделяют жиры до жирных кислот и глицерина. Активность ферментов очень сильно различается у разных людей, да и отдельно взятое тело в разное время по-разному может переработать одну и ту же пищу.

Влияет множество факторов:

• как тщательно пережевана пища. Ферменты не могут проникнуть вглубь твердого куска, а обрабатывают только его поверхность;
• голодным или сытым был человек в момент поступления следующей порции. Если в желудке уже лежит некоторый объем белка, то на следующий кусок фермента пепсина может и не хватить;
• в какой комбинации были питательные вещества в исходной пище. Например, жиры затрудняют доступ фермента слюны амилазы к крахмалу пищи – поэтому торт с масляным кремом будет усваиваться дольше, и может не успеть полностью переработаться, когда придет пора покидать соответствующие отделы кишечника. Впрочем, сахар в торте все равно успеет попасть в кровь, это у муки есть шансы не дождаться.

У, наконец, попавших в кровоток питательных веществ тоже затейливый и непростой метаболический путь: часть веществ участвует в пластическом обмене, не попадая в энергетический. Для тех жиров, что пойдут на строительство клеточных мембран, энергетический выход будет нулевым. Или даже отрицательным – строительство требует затрат. Для тех аминокислот, что станут сырьем для коллагена кожи и волос, для мышечного роста или восстановления после травмы, точно так же нельзя использовать понятие калорийность.

Даже глюкоза тоже не так проста: отложенные в жировые депо цепочки преобразования глюкозы – тоже не энергия, если тело не сможет их впоследствии достать.

Каждый организм в разных пропорциях усваивает белки, жиры и углеводы. Ваши личные особенности усвоения и обработки питательных веществ показывает анализ, который называется «непрямая респираторная калориметрия».

Результаты бывают поразительными: может оказаться, что конкретно ваше тело уже давно не может извлечь энергию из углеводов, или больше не может обменивать жиры, или не справляется с объемами белка. И уж точно не укладывается в хрестоматийное «40% калорий из углеводов, 30% из белка, 30% из жиров».

Питательные вещества, наконец, усвоены. Можно тратить? Тоже не всегда.

У современного человека поступление пищи часто хаотическое. То голодные совещания с рассвета до заката, то калорийная бомба после работы. То кофе с печеньем, то стейк с картошкой фри. Все это чаще всего не связано с потребностью в энергии, а сопровождает эмоциональные переживания, потребность в общении и многое другое. И получается, что тело вынуждено запасать в одно время, а тратить в другое. Как мы уже разобрались, запасание – очень непростой процесс. Добыть энергию упакованную в жировые депо непросто. Тело вообще не любит расставаться с запасами. Эволюционно успешным был тот, кто запасал много и хорошо, а тратил редко и понемногу. Тело бережет жировую ткань: даже кровеносных сосудов в жире намного меньше, чем в мышцах. Слабый кровоток – мало ферментов, расщепляющих жировые молекулы, стабильнее жир.

А как же физическая активность? В такие моменты кровоток перераспределяется, мышцы забирают себе больше, остальные органы переходят в режим экономии. Стабильно работает, разве что мозг. Поэтому во время физической работы добыть жирные кислоты из адипоцитов еще труднее. Все энергообеспечение в этом процессе опирается на запасы, которые находятся прямо сейчас в работающих клетках и в кровотоке. То, что в крови, в мышцах и в перевариваемой пище – намного доступнее, чем в жировой ткани на периферии организма. Никакого сжигания жира напрямую на тренировке не происходит.

На тренировке тело тратит мышечный гликоген, гликоген печени, запасы глюкозы и жирных кислот в мышцах и крови. Производит, кстати, молочную кислоту, которая потом еще имеет шанс преобразоваться через цепочку промежуточных веществ в жирные кислоты. Да-да, тренировка может сделать нас жирнее, а не стройнее.

А после тренировки, когда запасы легкодоступных веществ исчерпаны, можно было бы рассчитывать на жиросжигание, тело дает сигнал голода и приводит организм к холодильнику, в супермаркет или ресторан. Пища снова попадает в желудок – и жиросжигание не запускается. А так хотелось. Оказывается, что похудеть — трудно.

На упаковке указана калорийность продуктов не при их переваривании, а при сжигании. Мы едим не совсем то, что написано на упаковке. Мы усваиваем то, что съели не линейно и не полностью. Мы тратим не то, что усвоили. Мы не компенсируем съеденное потраченным.

Мы вышли за пределы применимости формулы про «тратить больше, чем потребляешь» раньше, чем она могла заработать. Наше тело сможет соблюсти законы термодинамики так, как это выгодно ему. При этом мозг останется обманутым, считая, что он просто неправильно применяет эту формулу, надо просто еще поменьше есть и побольше тренироваться.

Нет. Просто нужно узнать и понять законы биохимии, по которым живет, запасает и тратит энергию ваше тело. И применять к нему работающие методы и инструменты для достижения своих целей. Именно осознанному управлению питанием, как источником энергии для вашего тела мы и посвятили образовательный проект SELFREBOOTCAMP.