Кэтрин Шэнахан - Код метаболизма. Как перезапустить свой обмен веществ

Когда в машинах заканчивается топливо, они останавливаются и прекращают работу. Но как только вы их дозаправите, они сразу же заработают снова. Однако в отличие от машин, организм не может допустить, чтобы у него закончилось топливо.

Если бы у всех клеток нашего организма сразу закончилось топливо, мы бы умерли примерно через шесть секунд. И даже вливание топлива внутривенно не заставит наши «двигатели» заработать снова после того, как они слишком долго оставались без энергии. Чтобы все клетки и организм в целом могли благополучно пережить тяжелые времена, наши клетки устроены так, что они могут использовать гораздо более широкий ассортимент топлива, чем любая машина.

Митохондрии могут использовать огромное количество различных видов топлива. Они могут генерировать энергию из всех трех макроэлементов: сахара, аминокислот, которые служат строительными блоками белков, или жирных кислот. К этим категориям относится подавляющее большинство молекул в нашем питании. Иначе говоря, в нашей пище содержится очень мало веществ, которые мы не можем использовать для получения энергии. Даже те молекулы, которые наш организм не может использовать в качестве строительных блоков, будут подходящим топливом для митохондрий для выработки энергии.

Невероятная способность митохондрий использовать такой широкий ассортимент топлива стала возможна благодаря тому, что другие органеллы внутри клетки работают в сотрудничестве с митохондриями, разбивая все виды молекул на двухуглеродные фрагменты, которые называются ацетильными группами. Эти двухуглеродные фрагменты являются основным топливом, которое митохондрии используют для выработки энергии. Большинство молекул содержат более двух атомов углерода – такие молекулы разбиваются на две части и при необходимости меняют форму в соответствии с точными характеристиками ацетильной группы. Например, чтобы получить молекулу глюкозы с шестью атомами углерода, скажем, из куска хлеба, специальная группа энзимов, содержащихся в митохондриях, рассекает молекулу с шестью атомами углерода пополам, образуя две молекулы с тремя атомами углерода – этот процесс называется гликолиз, или расщепление глюкозы. Затем другая группа энзимов внутри митохондрий отрубает еще один атом углерода, чтобы образовалась двухуглеродная ацетильная группа. Теперь эта двухуглеродная ацетильная группа внутри митохондрий готова к сжиганию и выработке энергии. Чтобы подготовить к использованию совершенно другую молекулу, скажем, восьмиуглеродную жирную кислоту из масла МСТ (среднецепочечного триглицерида) или кокосового масла, другая группа энзимов внутри митохондрий отделяет двухуглеродные фрагменты с помощью процесса, который называется бета-окислением, каждый раз образуя двухуглеродную ацетильную группу, идентичную ацетильным группам, полученным при расщеплении глюкозы. Чтобы подготовить аминокислоты для митохондрий, большое количество энзимов действуют согласованно, чтобы разделить, согнуть, скрутить, сжать или как-то еще изменить исходную молекулу таким образом, чтобы в конечном итоге превратить ее в ацетильную группу. Эти ацетильные группы – единственная форма топлива, которое наши митохондрии могут использовать для выработки энергии.

Можно провести следующую аналогию: митохондрии похожи на печь, работающую на гранулированном топливе, а ацетильные группы – это те самые гранулы. Хорошим сырьем для изготовления гранул, которые используются в качестве топлива для такой печи, может быть любая прессованная биомасса: древесина, газеты, кукурузные початки. Точно так же хорошим сырьем для двухуглеродных ацетильных групп служат аминокислоты (получаемые из белка), сахара и жирные кислоты. В природе существует очень мало соединений, которые энзимы организма не могут преобразовать в ацетильную группу и использовать для получения энергии. Для упрощения я буду использовать термин «топливо» для описания исходного вещества, которое клетки преобразуют в ацетильные группы.

Несмотря на то, что митохондрии могут использовать в качестве топлива огромное количество разнообразных биомолекул, эксперименты по исследованию влияния определенного вида топлива на выработку энергии показали, что одни исходные материалы работают лучше, чем другие.

Доступный выбор топлива для митохондрий зависит прежде всего от рациона питания. Если в вашем рационе много подходящего топлива, митохондрии работают хорошо и вырабатывают много энергии. Если в рационе много неподходящего топлива, митохондриям может быть трудно обеспечивать энергетические потребности клеток. А если клетки не могут функционировать на максимуме, то и вы не можете сохранять высокую работоспособность.

Как ни странно, в этой области проводилось очень мало исследований. Я собрала самые авторитетные из доступных данных, чтобы понять, какие из наиболее распространенных соединений в продуктах питания, входящих в наш рацион, являются лучшими, а какие худшими для митохондрий.

В этой части главы сравниваются наиболее распространенные виды топлива: сахар, кетоны, аминокислоты (строительные блоки белка) и жирные кислоты.

Не забывайте о том, что в клетках используется смесь любых доступных видов топлива. Доля топлива, которое доступно из кровотока, изменяется в зависимости от рациона, времени суток, уровня активности, гормональных воздействий и других факторов. Из-за этих естественных изменений даже у человека с метаболизмом, сильно зависящим от сахара, некоторые клетки иногда сжигают жир. При этом даже у самых лучших жиросжигателей клетки не всегда сжигают только жир.

Чтобы выяснить, какое топливо лучше для нашего организма, давайте для начала рассмотрим сахар.

Когда врач проверяет у вас уровень сахара в крови, то определяет уровень глюкозы, который является наиболее распространенным сахаром в кровотоке. Организм может преобразовывать фруктозу и многие другие сахара в глюкозу.

• В кровотоке всегда содержится небольшое количество глюкозы, и ее всегда можно использовать в качестве легкодоступного топлива.

• Упражнения и стресс могут увеличить количество сахара в крови благодаря гормонам стресса кортизолу и адреналину.

• Весь сахар вязкий и липкий, поэтому избыток сахара в тканях может вызвать проблемы.

• Количество сахара в кровотоке не может быть сильно увеличено во время упражнений и стресса: обычно его бывает недостаточно для удовлетворения всех потребностей организма, поэтому вы начинаете ощущать потерю энергии, если не можете сжигать телесный жир.