Диета и голодание: Что происходит в вашем организме

Данная статья будет актуальна, интересна и полезна тем, кто сбрасывает лишний жир, чтобы в общих чертах понимать процессы, идущие в организме.

Тот, кто решил сбрасывать свой лишний жир, должен, хотя бы в общих чертах, представлять себе картину энергообмена в человеческом организме и особенности этого процесса при диетах, лечебном голодании и физических нагрузках. Любая деятельность и функционирование живого организма, будь то мышечное сокращение, передача нервного импульса, биосинтез, пищеварение, выделительные процессы и пр., требует расхода энергии.

О биохимии энергообеспечения организма при диетах и голодании

Непосредственным универсальным источником энергии в клетке является АТФ (аденозинотрифосфорная кислота). Когда АТФ отдаёт один остаток фосфорной кислоты, превращаясь в АДФ (аденозинодифосфорная кислота), выделяется порция энергии, используемая клеткой для различных целей. А далее должен идти ресинтез АТФ из полученных продуктов – АДФ и остатка фосфорной кислоты (естественно, с затратой энергии). Этот процесс – распад и ресинтез АТФ – протекает очень интенсивно. Так, время жизни молекулы АТФ в клетке составляет в среднем 30 секунд, а в интенсивно работающей клетке (например, в мышцах ног при беге) порядка одной секунды. А за сутки в человеческом организме распадается и вновь синтезируется количество АТФ, примерно равное весу тела!

Нередко можно слышать клишированную фразу, будто АТФ является веществом, богатым энергией. Это в корне неправильно! Масса молекулы АТФ – 507 единиц, а масса молекулы глюкозы – 180. Между тем, при полном распаде молекулы глюкозы выделяется энергия, достаточная для ресинтеза 38 молекул АТФ, то есть по показателю “энергия к массе” глюкоза более чем в 100 раз (!) богаче энергией, чем АТФ. То есть АТФ на самом деле бедное энергией вещество, а преимущество его заключается в универсальности и оперативности.

Аналогично – и в клетке человеческого организма: АТФ можно уподобить пятаку, а глюкозу – золотому пятирублёвику. АТФ – универсальная “мелкая разменная монета” в энергообеспечении всех процессов внутри клетки: пусть этих монет мало, зато это компенсируется их быстрым обращением. Глюкоза – богатое энергией вещество, но его нужно сначала “разменять”, подобно тому, как мы размениваем крупную монету на мелкие для совершения дешёвых покупок. Но запасать деньги мы предпочитаем всё же в крупных монетах и купюрах. Ведь 10 рублей медью будут весить многократно больше, чем 10 рублей золотом. А ещё лучше накапливать в платине, которая примерно вдвое дороже золота. Так, если в нашей аналогии глюкоза – золото, то жир – платина, так как калорийность жиров в два с небольшим раза больше, чем калорийность углеводов.

Интересная закономерность наблюдается в организме: чем более энергоёмок тот или иной энергоноситель, тем больше этого вещества в организме. Количество АТФ в организме человека ничтожно – десятки граммов, углеводов – уже сотни граммов, белков – килограммы, а жиров могут быть десятки килограммов! Правда, белки и углеводы по своей энергоёмкости одинаковы. А то, что белков на порядок больше, объясняется тем, что они нужны организму прежде всего для других целей. Но при голодании организм вынужден утилизировать и белки для нужд энергообеспечения.

Все мы помним ещё со школы, что основными энергоносителями в организме являются белки, жиры и углеводы. Но они не могут быть использованы непосредственно – для этого сначала они должны пройти длинный ряд ферментативных превращений, чтобы в конечном итоге превратиться в углекислый газ и воду. Энергия, которая будет при этом выделяться, пойдёт на ресинтез АТФ.

Пищевые белки во время пищеварительного процесса расщепляются до отдельных аминокислот, которые всасываются в кровь и расходуются, прежде всего, на внутриклеточный биосинтез собственных белков. Избыток аминокислот подвергается катаболизму (распаду). Азотсодержащая часть отсоединяется, превращается в конечном итоге в карбамид (мочевину) и выводится с мочой. Оставшаяся углеводородная часть аминокислоты претерпевает свои изменения. Часть аминокислот могут быть превращены в глюкозу, а другая часть – в жиры. Но основная доля глюкозы и жиров обычно поступает в организм из пищи, а не синтезируется из белков.

Из школьного курса химии известно, что катализатор участвует в химической реакции, но в итоге он не расходуется. Это верно на бумаге и в пробирке, но не в живой клетке. Дело в том, что промежуточные продукты ферментативных превращений цикла Кребса нужны для других биохимических реакций в клетке, поэтому реально идёт отток катализатора. То есть щавелевоуксусная кислота расходуется и должна пополняться. Источником для биосинтеза щавелевоуксусной кислоты является глюкоза, поэтому в норме, когда глюкозы в организме достаточно, производство катализатора для цикла Кребса не является проблемой.

Одна молекула жира при полном распаде даёт примерно 25 молекул топлива для цикла Кребса (ацетил-кофермент А) и одну молекулу катализатора (который легко можно получить из глицерина). Как показывает реальная практика, этой одной молекулы катализатора недостаточно для того, чтобы сжечь все 25 молекул топлива. Поэтому обеспечивать себя энергией на одних жирах клетка не может – обязательно нужно какое-то количество глюкозы.

  • Непосредственным универсальным энергоносителем в любой клетке является АТФ, оборот которого (распад и ресинтез) протекает очень быстро.
  • Основной источник энергии для ресинтеза АТФ – это цикл Кребса, для работы которого необходимо постоянно поставлять два вещества – топливо и катализатор.
  • Глюкоза легко превращается и в топливо, и в катализатор.
  • Жир при своём распаде даёт большое количество топлива и ничтожное – катализатора.
  • Белки при утилизации превращаются частично в глюкозу, частично – в жир.
  Признаки того, что вашему организму не хватает йода

В пище присутствуют и другие энергоносители (лимонная кислота, янтарная кислота, уксусная кислота, этиловый спирт и др.), но они не имеют существенного значения в энергообеспечении организма.

Особенности энергообеспечения при физических нагрузках

Сокращение и расслабление мышечных волокон – активный процесс, требующий много молекул АТФ. И митохондрии мышечных клеток работают очень интенсивно. Основным энергетическим субстратом для мышц является глюкоза. Во время отдыха глюкоза из крови поступает в мышцы в большем количестве, чем нужна для текущих трат, и запасается в виде гликогена. Эта глюкоза, запасённая в мышцах, больше никогда не поступит обратно в кровь, а будет израсходована при нагрузке. Печень тоже запасает гликоген, но при необходимости (например, при физической работе) отдаёт глюкозу в кровь – для мышц.

Но против этих двух недостатков у анаэробного гликолиза есть одно ценное преимущество – он требует намного меньше времени, чем аэробный. Поэтому спринтер бежит значительно быстрее, чем стайер. Энергообмен у бегуна на 100 метров обеспечивается только анаэробным гликолизом, а на 10 км – одним аэробным.

Как мы видим, неспроста тем, кто хочет похудеть, прописывают физкультуру. При аэробных упражнениях (бег и ходьба на длинные дистанции, длительная работа на тренажёрах, продолжительные занятия аэробикой, танцами, плаванием и т.п.) организм гарантированно тратит собственные жиры. Правда, если после физической нагрузки человек станет есть вволю, то организм будет восполнять утраченные жиры, и физкультура пойдёт насмарку. Поэтому, даже занимаясь физкультурой, худеющему стоит не забывать о диете, о чём мы сейчас подробно поговорим.

Особенности энергообеспечения при различных диетах

В норме человек получает с пищей все три энергоносителя – белки, жиры и углеводы. А что будет наблюдаться при дефиците отдельных энергоносителей?

И как бы то ни было, но для того, чтобы похудеть, необходимо заставить организм необратимо тратить собственные жиры. А для этого нужно обеспечить отрицательный энергетический баланс, то есть приход энергии с пищей должен быть меньше расхода.

  • Во-первых, должно быть небольшое количество полноценного белка (во избежание белкового голодания) и жидкого пищевого жира (для поставки незаменимых жирных кислот).
  • Во-вторых, значительную энергетическую часть разгрузочной диеты должны составлять углеводы. Ведь организм должен сжигать свои жиры, а для этого требуется катализатор для цикла Кребса, который синтезируется из глюкозы.
  • В-третьих, ещё нужны витамины и микроэлементы, поступление которых проще всего обеспечить потреблением соответствующих биологически активных добавок.
  • Это основная диета (дневная калорийность – 1700-2300 ккал, потеря жира – до 50 г в сутки),
  • редуцированная диета (дневная калорийность – 1200-1500 ккал, потеря жира – до 100 г в сутки),
  • жёсткая диета (дневная калорийность – 400-800 ккал, потеря жира – до 200 г в сутки).

На основной и редуцированной диетах глюкоза тратится как на топливо, так и на катализатор цикла Кребса. А при жёсткой диете углеводов поступает мало, поэтому почти вся глюкоза уходит на синтез катализатора, а топливо получается из собственных жиров организма.

Кроме рассмотренных вариантов диет возможен ещё один, который нельзя назвать диетой. И мы разберём его более подробно.

Особенности биохимии при полном голодании

В норме синтез катализатора для цикла Кребса (щавелевоуксусной кислоты) не является проблемой – организм может синтезировать её в любых количествах из пировиноградной кислоты, а ту, в свою очередь, из глюкозы. С глюкозой обычно не бывает дефицита – она поступает с пищей, как при обычном питании, так и при разгрузочных диетах. Однако возможны как минимум четыре ситуации глюкозной недостаточности:

   1.    Сахарный диабет. Глюкозы в крови больше, чем нужно, но в клетки она не поступает – либо из-за недостатка инсулина (сахарный диабет I типа), либо из-за поломки рецепторов к инсулину (сахарный диабет II типа).
   2.    Питание одними жирами (казуистический и маловероятный вариант).
   3.    Длительная и интенсивная физическая нагрузка, например, марафонский бег, от чего израсходованы все запасы глюкозы и гликогена в организме.
   4.    Полное голодание.

Во всех рассмотренных случаях наблюдается недостаточность щавелевоуксусной кислоты, поскольку не хватает субстрата (глюкозы) для синтеза этого катализатора. Топлива-то для цикла Кребса предостаточно – ведь альтернативным сырьём для получения остатка уксусной кислоты являются жирные кислоты, а организм располагает огромными запасами жиров. Поэтому в крови в избытке присутствуют промежуточные продукты расщепления жирных кислот – ацетоуксусная и бета-гидроксимасляная кислоты, которые относятся к группе так называемых кетоновых тел. Их присутствие в крови вызывает кетоацидоз, то есть закисление крови, вызванное этими кетоновыми телами. Почки выводят излишек кетоновых тел, отчего моча приобретает уксусный привкус.

Кроме того, ацетоуксусная кислота претерпевает неферментативный распад с образованием ацетона и углекислого газа. Ацетон ядовит, а выделяется он с мочой и с выдыхаемым воздухом, отчего от человека во всех названных четырёх случаях обычно пахнет ацетоном.

  • При беге на длинные дистанции и при питании одними жирами избавить от кетоацидоза очень просто – нужно дать пищу, содержащую углеводы (лучше всего раствор глюкозы, сахара или мёда – вспомните питательные пункты на марафонских дистанциях).
  • При диабете помочь сложнее, но можно – например, с помощью инъекции инсулина.
  • А при добровольном оздоровительном голодании нельзя просто принять пищу – это будет досрочный выход из голодания, и цель не будет достигнута.
  11 причин, по которым ваши волосы редеют и перестают расти

Впрочем, руководители лечебного голодания (Ю.С.Николаев, П.Брэгг, Г.Шелтон) отмечали, что иногда при полном голодании может быть и подъём сил. Но этот подъём относительно кратковременный, а самое неприятное заключается в том, что для обеспечения этого благополучия организм вынужден усиленно потратить собственные белки.

Для того чтобы организм голодающего функционировал, нужна энергия, следовательно, должен идти ресинтез АТФ. Для этого, в свою очередь, должен работать цикл Кребса. Топлива-то предостаточно, а как быть с катализатором? Ведь для синтеза щавелевоуксусной кислоты нужна глюкоза, но с пищей она не поступает, а запас гликогена уже исчерпан.

Небольшое количество глюкозы образуется при распаде жира. Молекула жира, как мы рассмотрели выше, представляет собой сложный эфир глицерина и трёх жирных кислот. Из молекулы жира образуется примерно 25 остатков уксусной кислоты и одна молекула щавелевоуксусной кислоты. Но этой одной молекулы катализатора явно недостаточно для окисления всех остатков уксусной кислоты.

И они расходуются, но вместе с водой. Дело в том, что белки крови, межклеточной жидкости и цитоплазмы клеток присутствуют не в виде сухого вещества, а растворены в воде, в соотношении, близком к 1:14. Поэтому, потратив на энергетические нужды 1 г белка, организм вынужден удалить 14 г воды, чтобы онкотическое давление жидких биосубстратов в организме оставалось прежним (онкотическим называется осмотическое давление, обусловленное макромолекулами).

Проводя эксперименты по полному голоданию на себе, автору удалось установить, что при этом в сутки теряется в среднем 200 г жиров, 20 г белков и соответствующие им 280 г воды, что составляет в сумме примерно 500 г веса в день. Впрочем, часть белка существует в виде больших структур (в мышцах, соединительной ткани), которые не вносят вклада в онкотическое давление. Эти белки тоже расходуются во время голодания, но их растрата не вносит существенного вклада в потерю массы.

Сначала тратятся белки ненужных и больных клеток, что, в общем-то, даже полезно. Но далее приходит очередь здоровых тканей поделиться своими белками во имя общего выживания при голоде. Одной из первых тканей страдает кровь (может быть, в силу мобильности этой ткани?), затем белками жертвуют печень, скелетные мышцы, сердце.

Из-за потери белка кровью наблюдается гипопротеинемия (сниженное количество белка в крови). Но удалить лишнюю воду из крови, чтобы онкотическое давление осталось прежним, нельзя – будет гиповолемия (сниженный объём крови) и повышенный гематокрит (увеличенное процентное содержание форменных элементов крови). Поэтому организм поддерживает нужное количество воды в крови. Но из-за того, что онкотическое давление жидкости в тканях становится выше, чем в крови, вода из крови переходит в ткани и накапливается там – образуются голодные отёки. Эти отёки особенно хорошо заметны на терминальной (заключительной) стадии голодания – видны на глаз (отсюда выражение “пухнуть с голоду”).

Преимущества жёсткой диеты перед голоданием

После такого ознакомления с особенностями биохимической картины при голодании у читателя наверняка возникнет мысль: а может быть, было бы намного полезнее вместо полного голодания применять такую урезанную диету, чтобы глюкоза в организм поступала исключительно для синтеза катализатора цикла Кребса, а топливо для этого процесса организм брал только из жиров.

Идея не нова. И такая диета уже была вкратце рассмотрена выше под названием “жёсткая”.

  • полноценные белки (около 10 г),
  • жидкие жиры (около 15 г, т.е. одна столовая ложка)
  • углеводы (70-100 г).

Какие продукты выбрать – рекомендовать не буду. Вы сами можете по своему вкусу предпочесть тощее мясо или рыбу, льняное или кедровое масло, овсянку или диетические хлебцы, огурцы или квашеную капусту. Чтобы не было витаминного и микроэлементного голодания, желательно добавить биологически активные добавки из группы витаминно-минеральных комплексов. Главный критерий жёсткой диеты – держать калорийность дневного рациона на таком уровне (обычно это порядка 500 ккал), чтобы выдыхаемый воздух был без запаха ацетона.

Если углеводов поступает меньше необходимого минимального уровня, то глюкозы не хватает для производства катализатора для цикла Кребса. Жировое депо продолжает поставлять топливо. В крови накапливаются промежуточные продукты распада жиров – кетоновые тела (ацетоуксусная и бета-гидроксимасляная кислоты). При этом избыток ацетоуксусной кислоты самопроизвольно распадается на ацетон и углекислый газ. То есть общая картина становится примерно такой, как при полном голодании. Чтобы не отравлять организм ацетоном, нужно поддерживать поступление углеводов на определённом минимальном уровне, который лучше всего подбирать опытным путём.

При правильно подобранной жёсткой диете ацетоном от человека не пахнет. При этом в крови есть ацетоуксусная кислота, но она достаточно быстро утилизируется и не успевает превратиться в ацетон.

Мы видим, что существует некоторая зона равновесного питания (между точками d2 и d3), и если калорийность нашего рациона попадает в этот промежуток – это хорошо. К сожалению, в силу нашего чревоугодия мы нередко выходим из этих границ в зону положительного энергетического баланса (съедаем больше, чем d3), что это приводит к ожирению. И когда мы хотим избавиться от лишнего жира, то вынуждены принудительно уменьшить калорийность рациона до значений, меньших d2, чтобы попасть в зону отрицательного энергетического баланса.

  Ешьте жир, теряйте вес!

Особняком в зоне отрицательного энергетического баланса стоит точка d1. Это наилучшее значение калорийности для разгрузочной диеты, поскольку скорость потери жира в этом случае достигает максимума. Но угадать эту точку и затем долго придерживаться вряд ли возможно. Если питание будет меньше, чем требуется для точки d1, то это приведёт к неполному голоданию, которое будет сопровождаться некоторой тратой тканевых белков, что совсем не желательно. Есть на схеме и полное голодание – точка 0.

Поскольку точно выдерживать питание на желаемой точке d1 невозможно, то проще всего придерживаться такой диеты, чтобы балансировать рядом с этой точкой, но строго с правой стороны. Это и есть жёсткая диета. А что касается взаимоотношения основной, редуцированной и жёсткой диет, то принципиальной разницы между ними нет (отличие лишь количественное).

Точка Е – это величина энергозатрат (оценить их можно с помощью статьи “Расчёт коэффициента физической активности” на сайте автора данной работы). Мы видим, что энергозатраты чуть-чуть меньше величины d1. Это обусловлено тем, что пища не может усваиваться на все 100%. Но в первом приближении величины E и d1 можно считать одинаковыми.

Потеря жировой массы при жёсткой диете и голодании, как мы видим по схеме, примерно одинакова – порядка 200 грамм в сутки. Но означает ли это, что для желающего похудеть оба этих метода одинаково эффективны? Нет!

Подписывайтесь! Мы в Одноклассниках!

При жёсткой диете расчёт предельно прост. Если в день терять по 200 г, то для сброса 32 кг понадобится 160 дней. А при голодании?

Если такого человека просто оставить без еды, то через 50-60 дней он умрёт от белкового истощения (мы рассмотрели, что при голоде интенсивно тратятся белки) с весьма солидным жировым запасом. Поэтому, в отличие от диеты, просто голодать до достижения желаемого веса нельзя!

Реально промежутки между полными голоданиями бывают больше 40 дней, так что, скорее всего, это мероприятие по сбросу веса полным голоданием займёт явно больше времени, чем расчётные 280 дней. То есть большой лишний вес на жёсткой диете сбрасывается значительно быстрее, чем на полном голодании!

   1.    Большой лишний вес быстрее и удобнее сбросить одним большим курсом жёсткой диеты, нежели применять голодание в виде нескольких курсов. Это мы только что рассмотрели.
   2.    При голодании энергообеспечение организма слабое, а при жёсткой диете – нормальное.
   3.    При голодании наблюдается кетоацидоз и постоянное самоотравление ацетоном. При жёсткой диете этого нет.
   4.    Хотя при голодании масса тела теряется значительно быстрее (см. нижний график схемы), но это “дутые” цифры, а при жёсткой диете потеря веса пусть медленнее, но зато по-честному, за счёт траты жира.
   5.    Во время полного голодания наблюдаются быстрая потеря белков, белковое голодание, и, как следствие, голодные отёки. Во время правильно организованной жёсткой диеты этого нет.
   6.    Перед началом полного голодания желательно проводить подготовку. Жёсткая диета никакой подготовки не требует.
   7.    Во время полного голодания кишечник не работает, нередко наблюдается самоотравление организма из застоявшихся каловых масс, нужно делать клизмы. При жёсткой диете кишечник работает нормально, самоотравления нет, клизм не требуется.
   8.    Выход из полного голодания должен быть очень осторожным! После жёсткой диеты особого выхода обычно не требуется.
   9.    Проводить самостоятельно полное голодание крайне нежелательно и опасно! А разгрузочные диеты (в том числе и жёсткую) вполне можно проводить и под собственным контролем.
   10.    Полное голодание нередко осложняется витаминно-минеральной недостаточностью, иммунодефицитом, нарушением электролитного баланса, анемией. При правильно сбалансированной жёсткой диете этих осложнений можно легко избежать.

Да, полное голодание было распространено и даже модно на протяжении всего ХХ века. Эта популярность поддерживалась за счёт стараний известных популяризаторов голодания, таких как Брэгг, Шелтон, Николаев и др. Но в настоящее время всё больше диетологов в силу указанных причин выступают против лечебного голодания!

В свете последних экспериментов на себе (полные голодания в 2003 и 2004 гг, жёсткая диета в 2006 г.) автор может с полной уверенностью утверждать, что жёсткая диета прошла у него гораздо менее мучительно, чем полные голодания. Кроме того, по роду своей деятельности автору приходилось слушать отзывы от тех, кто проводил на себе жёсткую диету. И некоторые говорили, что жёсткая диета не так уж и ужасна, как её представляют.

Да, многие отмечают, что при полном голодании чувство голода значительно меньше, чем при диетах. Но не следует забывать, что при голодании, кроме чувства голода, есть и другие неприятные ощущения: физическая слабость, обложенность языка.

Итак, если вы хотите избавиться от лишнего жира, то лучше сразу отказаться от идеи полного голодания и подумать о диете. Но не нужно сразу ставить перед собой задачу быстрого сброса веса! Если у вас нет опыта, то попробуйте для начала основную диету, затем можете переходить к редуцированной. И только после приобретения такого опыта можно отважиться на жёсткую диету.опубликовано econet

© Юрий Гарин

Комментарии

Добавить комментарий