В «Дневнике Бриджит Джонс» героиня взвешивается три раза за ночь и ужасно огорчается, что поправилась за восемь часов на полтора килограмма. К счастью, это всего лишь перераспределение воды. Невозможно за день и даже за неделю особенно похудеть или набрать вес. Слухи о ленивом обмене веществ, при котором один взгляд на сдобную булочку не обойдется без последствий, сильно преувеличены.

Бюджет калорий

Чтобы мозг думал, желудок переваривал еду, печень обезвреживала яды, почки фильтровали мочу, билось сердце, образовывались и обновлялись клетки – нужна энергия. Вся энергия, которая тратится на работу внутренних органов, относится к основному обмену. Метаболические процессы в клетках происходят автономно, независимо от нашей воли и сознания. Это самая большая статья расходов – 50–70 % в зависимости от уровня активности (рис. 2.2). Самый низкий уровень обмена веществ во сне: это связано со снижением тонуса мышц и активности нервной системы.

Ещё мы расходуем энергию на переваривание и всасывание еды – это термический (или специфический динамический) эффект пищи. Если мы замерзли, чтобы быстрее согреться, надо поесть – такова метаболическая реакция тела на еду. Она продолжается около пяти часов после того, как мы закончили завтракать, обедать или ужинать. На обеспечение термического эффекта пищи расходуется 5–10 % от общего количества энергии. Сидящие на диете будут тратить меньше калорий – когда еды нет, переваривать особенно нечего, вот энергия и экономится.

Рис. 2.2. Энергетические нужды организма

Третий компонент нашего энергетического бюджета – физическая активность. Это не только спорт или занятия в зале, но и поддержание позы, любое движение – абсолютно всё, что мы делаем, используя мышцы. Это самый вариабельный показатель – 15–50 %. Понятно, что у диванного овоща (1600 ккал/сут) и у профессионального пловца (до 6000 ккал/сут, многочасовые интенсивные тренировки) расход энергии на движение будет сильно различаться. Мы, обычные люди, в середине схемы. Не надо думать, что достаточно двигается только тот, кто практикует кроссфит, бегает на длинные дистанции или поднимает штангу. Достаточная физическая активность – это, к примеру, тридцать и более минут в день быстрой ходьбы, что доступно каждому из нас.

«Быстрый» и «медленный» обмен веществ – правда или ложь?

Читая этикетки на продуктах, узнаешь много занимательного. Средний человек съедает 2000 ккал. Для этого безымянного едока пишут, сколько процентов от его дневной нормы кальция в стаканчике с йогуртом, сколько жира ему следует потребить с мороженым и витамина C с квашеной капустой. Пишут и о калориях, которые на самом деле единицы количества теплоты, а не то, от чего растет зад.

Чтобы определить энергетическую ценность еды, её сжигают в калориметре и измеряют выделившееся количество тепла. Одна калория тратится на нагревание 1 грамма воды на 1 °C. Это очень маленькая величина. Для того чтобы оценить энергетическую ценность пищи и не запутаться в нулях, мы пользуемся килокалориями (ккал). Одна килокалория тратится на нагревание уже не грамма, а целого килограмма воды.

Эти самые килокалории мы получаем с едой и тратим на жизнь. Идеально, когда мы живём по средствам и расходуем столько же энергии, сколько получаем. Энергетический баланс, при котором вес остаётся более‑менее стабильной величиной, для многих из нас предел мечтаний. С одной стороны этого уравнения еда, с другой – энергетические нужды. Как понять, сколько мы расходуем и не слишком ли много едим?

Самая большая статья расходов – основной обмен. Если собрать десяток людей, которые живут на 2000 ккал в день, то их основной обмен согласно нашей формуле может быть от 1000 до 1500 ккал. Разница довольно значительная. От чего она зависит? От того, насколько активен йодозависимый гормон щитовидной железы тироксин, регулирующий основной обмен. От площади поверхности тела: чем больше ваш рост и вес, тем больше энергии вам нужно. От того, каково соотношение мышечных и жировых тканей в теле: метаболически активным тканям – мышцам – нужно больше энергии. Если вы беременная женщина или ребёнок, ваш основной обмен выше: для процессов роста нужно дополнительное топливо, хотя есть за двоих необязательно.

Лихорадка, низкая температура окружающей среды также ускоряют основной обмен. Гормоны стресса заставляют нас более активно расходовать энергию; те же гормоны в микродозах выделяются при курении и подавляют аппетит, вот почему бросившие курить часто полнеют. С возрастом основной обмен замедляется, это связано с тем, что человек становится менее подвижным и теряет мышечные ткани. Этот процесс начинается после 30 лет; по данным разных исследований, каждое десятилетие уровень основного обмена снижается на 2–5 %. Этот процесс можно замедлить, если оставаться активным.

Диеты и основной обмен

Огромное количество факторов влияет на скорость нашего обмена, и с большей их частью мы ничего поделать не можем. Тысячелетиями реальностью человечества был голод. Приспособиться и пережить его могли люди, способные накопить достаточно жира на чёрный день. Экономия энергии и медленный обмен – это эволюционные приспособления для выживания. Сейчас, в эпоху пищевого изобилия, они не нужны, но биология человека не меняется за сто лет по щучьему велению.

Голодание, несбалансированное питание, диетические ограничения замедляют основной обмен. Организм включает режим экономии и начинает использовать поступающую еду значительно эффективнее. Каждая свободная калория переводится в жир. А что делать, надо же как‑то не умереть с голода?!

Прямо сегодня вы никак не сможете разогнать свой основной обмен. Травы, добавки, имбирь и грейпфруты, которые якобы обладают свойством его ускорять, на самом деле совершенно бесполезны. Можно влиять на третий компонент нашего энергетического бюджета – произвольную активность. Занимаясь день за днем, вы увеличите количество метаболически активных тканей. Основной обмен при этом постепенно будет расти, потому что на обслуживание мышц тратится больше энергии.

Необходим разумный и сбалансированный подход: чтобы нагрузки нравились, не были слишком высокими или интенсивными и вы получали из еды достаточно энергии для занятий. Пытаться с помощью больших физических нагрузок контролировать вес, не меняя при этом пищевого поведения, – стратегия более или менее бесполезная. Это как заливать в трубу все больше и больше воды, не обращая внимания на то, что она выливается через дыры наружу.

Как измеряют метаболизм?

Интернет набит всякими формулами подсчета энергетических трат. Не знаю, откуда они взялись, сомневаюсь, что можно им верить. У двух совершенно одинаковых людей энергетические потребности могут значительно различаться, поэтому, чтобы получить хотя бы средние, ориентировочные цифры, надо изучать большие группы.

Таблица 2.1. Энергетические потребности в зависимости от возраста, пола и активности

За основу таблицы взяты рекомендации Института медицины (США) по потреблению энергии для референтных (с определенным весом, ростом и индексом массы тела) групп.

Стандарты рассчитаны на женщин ростом 163 см и весом 57 кг, мужчин ростом 178 см и весом 70 кг.

Для тех, кто не совпадает с параметрами расчетной группы, реальное потребление энергии отличается. У людей с бóльшим ростом и весом энергетические нужды выше.

Большинство женщин по энергетическим потребностям попадает в диапазон +/– 160 ккал, большинство мужчин +/– 200 ккал к расчетному уровню, указанному в таблице. Иногда разница с расчетными показателями может достигать +/– 320 ккал у женщин и +/– 400 ккал у мужчин.

В группу не входят беременные и кормящие женщины, которым нужно больше энергии.

70 % людей ведут сидячий, малоподвижный образ жизни.

Малая активность – стиль жизни, который включает только легкие физические нагрузки повседневной жизни.

Умеренная активность – к повседневным физическим нагрузкам добавляется физическая активность, эквивалентная ходьбе на 2,5–5 км в день со скоростью 5–6,5 км/ч (30 мин – 1 час быстрой ходьбы).

Активный образ жизни – к повседневным физическим нагрузкам добавляется физическая активность, эквивалентная ходьбе на расстояние более 5 км в день со скоростью 5–6,5 км/ч.

Индивидуальные методы определения энергетических трат (непрямая калориметрия, метод дважды меченной воды) – сложные, дорогие, требующие специального оборудования и обученного персонала.

В калориметрической лаборатории

Сейчас раннее утро, я надеюсь, что вы хорошо выспались и готовы к исследованию. Сначала на вас наденут что‑то вроде респиратора, который будет плотно закреплен на голове. Ложитесь, пожалуйста, на кушетку; всё, что нужно делать на этом этапе, – около часа спокойно лежать и дышать. Энергетический бюджет будет оцениваться косвенно по количеству потребленного кислорода и выделенного углекислого газа. Это и понятно, если мы вспомним ключевую формулу клеточного дыхания (рис. 2.3).

Пока вы лежите и думаете о чем‑то хорошем, прибор измеряет, сколько энергии вы потратили, сколько миллилитров кислорода в минуту вдохнули и сколько углекислоты выдохнули. Подсчитывается дыхательный коэффициент – соотношение минутного объёма углекислого газа к кислороду (VCO2/VO2). Поскольку при использовании глюкозы в качестве источника энергии количество молекул кислорода эквивалентно углекислоте (шесть на шесть, как видно из формулы), дыхательный коэффициент будет близок к единице. Если вы сторонник физиологической смешанной диеты, то используются жиры и белки, а дыхательный коэффициент будет чуть больше 0,8. Мы увидим на мониторе и метаболический эквивалент (MET) . Один МЕТ – это количество энергии, затрачиваемое человеком в состоянии покоя и эквивалентное сжиганию 1 ккал/кг/час.

Рис. 2.3. Клеточное дыхание

Когда мы это всё определили, я предложу вам встать и подвигаться в респираторе. Для оценки активного метаболизма давайте используем степ‑тест. Надо будет подниматься на ступеньку заданной высоты и спускаться с неё, сначала медленно, затем со средней скоростью. Мы практически сразу же увидим, как увеличиваются потребление кислорода и метаболический эквивалент.

Легкая нагрузка – 2–3 МЕТ; если вы чуть прибавите скорости, то нагрузка уже будет средней интенсивности – 4–6 МЕТ. Минутный объём расходуемого кислорода будет расти пропорционально нагрузке, вы будете дышать чаще и глубже. При нагрузках средней интенсивности одной глюкозы уже недостаточно для обеспечения энергетических нужд, начинают активно расходоваться жиры, что можно проследить по уменьшающемуся дыхательному коэффициенту. При окислении жиров в среднем на каждые 70 молекул углекислого газа приходится 100 молекул кислорода. Дыхательный коэффициент при продолжающейся нагрузке будет снижаться до 0,7.

Если нагрузка выше средней интенсивности, вы будете тратить энергии больше, чем в шесть раз по сравнению с состоянием покоя (>6 МЕТ). Непрямая калориметрия ещё и неплохой тест на функциональные возможности. Если у вас нет проблем с нагрузками в 5–7 МЕТ, то вы в хорошей форме. Спортсмены олимпийского уровня способны разогнать свой метаболизм до 20 МЕТ. Это, конечно, вызывает восхищение возможностями человеческого тела, но что случится с их обменом веществ, если они получат травму или просто закончат спортивную карьеру?

Энергетические потребности складываются из основного обмена, термического эффекта пищи и физической активности. Вся энергия, которая тратится на работу внутренних органов, относится к основному обмену.

Голодание, несбалансированное питание, диетические ограничения замедляют основной обмен. Организм снижает энергетические траты и значительно эффективнее начинает использовать поступающую еду.

С возрастом основной обмен замедляется, потому что человек становится менее активным, теряет мышечные и приобретает жировые ткани. Этот процесс начинается после 30 лет; по данным разных исследований, каждое последующее десятилетие уровень основного обмена снижается на 2–5 %.

Непрямая калориметрия – метод косвенной оценки энергетических трат по количеству потребленного кислорода и выделенного углекислого газа.

«Для выражения степени интенсивности физической активности широко используется метаболический эквивалент (МЕТ). МЕТ – это отношение уровня метаболизма человека во время физической активности к уровню его метаболизма в состоянии покоя». (ВОЗ)