На что наше тело тратит калории (часть 2)

оригинал Calorie Partitioning: Part 2  

(выдержка из "очень страшной книги")

Лептин, краткий курс

Лептин – это белок, вырабатываемый преимущественно клетками жировой ткани, хотя другие ткани, такие как мышечная, тоже вносят свой небольшой вклад. Количество вырабатываемого лептина прямо пропорционально проценту жира в теле, чем больше у вас жира, тем больше лептина (замечу, что различные типы жировой ткани, например, висцеральный и подкожный жир, имеют совершенно различную взаимосвязь с лептином). Если сравнивать мужчин и женщин с одинаковым процентом жира, то у женщин вырабатывается в 2-3 раза больше лептина, чем у мужчин. Но уровень лептина зависит не только от процента жира в вашем теле, но и от того, сколько вы едите. Скажем, при диете, уровень лептина может упасть на 50% за неделю (или меньше) хотя, очевидно, количество жира в вашем теле не уменьшилось на 50%. После начального резкого падения, уровень лептина постепенно снижается, в соответствии с уменьшающимся количеством жира. И, в ответ на увеличение калорийности рациона, уровень лептина так же резко поднимается (уровень растет гораздо быстрее, чем вы набираете жир). В противоположность тому, что вы могли бы подумать, секреция лептина жировыми клетками определяется доступностью глюкозы (а не потребления жира, как вы могли решить). То есть, если вы высвобождаете из жировых клеток глюкозу (диета), уровень лептина падает; когда в жировые клетки попадает глюкоза, лептин повышается.

В общем, уровень лептина регулируется двумя переменными: каков ваш процент жира и сколько вы едите. И он является сигналом для всего остального организма о состоянии ваших запасов энергии. Я к этому еще вернусь.

Как и большинство других гормонов, лептин влияет на большинство тканей организма. Рецепторы лептина были найдены повсюду: в печени, в скелетных мышцах, в иммунных клетках; назовите любой участок тела и наверняка там отыщутся рецепторы лептина. Они есть также и в мозге, о чем мы позднее еще вспомним. А сейчас давайте посмотрим, как лептин воздействует на все остальные ткани организма. В поджелудочной железе, лептин способствует сокращению секреции инсулина бета-клетками. В скелетных мышцах лептин улучшает жиросжигание и способствует экономии глюкозы (и следовательно правильному использованию белка). В жировых клетках лептин способствует окислению жира и, в то же время, слегка повышает инсулинорезистентность жировых клеток. Лептин также воздействует на иммунитет, падение уровня лептина ухудшает способность организма к иммунному ответу. Отчасти поэтому вы чаще болеете, будучи на диете. И так далее, и тому подобное. О лептине можно (и нужно) написать целую книгу.

Лептин и мозг

С точки зрения вашего тела, сильное снижение веса – это очень реальная угроза вашему выживанию. И с позиции физиологии, это означает, что вашему телу требуется «знать», как много энергии у вас запасено. Как вы уже догадались, лептин - один из главных сигналов (в числе многих других, включающих грелин, инсулин, пептид YY и другие, до сих пор не обнаруженные), которые дают знать мозгу, как много энергии имеется у нас в запасе, и как много мы едим. Все эти гормоны посылают интегрированный сигнал, который «сообщает» части мозга под названием гипоталамус, что вообще происходит в организме. Изменения уровня этих гормонов вызывают изменения таких нейромедиаторов как нейропептид Y, адренокортикотропный гормон, проопиомеланокортин и некоторые другие. Эти нейромедиаторы регулируют скорость обмена веществ, голод и аппетит, гормоны и массу других процессов.

Таким образом, когда вы ограничиваете калорийность питания, это вызывает изменения всех вышеупомянутых гормонов и нейромедиаторов, происходят определенные изменения физиологических процессов, в основном – в худшую сторону. Падает уровень гормона, стимулирующего образование и секрецию гормонов щитовидной железы, лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона (ТТГ, ЛГ и ФСГ соответственно). В результате снижается уровень гормонов щитовидной железы и тестостерона (эстрогена). Снижается уровень фактора, высвобождающего гормон роста (соматокринин), что может негативно воздействовать на секрецию гормона роста. Снижается активность симпатической нервной системы, что, вместе с падением уровня гормонов щитовидной железы, значительно снижает скорость метаболизма. Уровень кортизола поднимается, усиливаются голод и аппетит. Думаю, основная идея ясна. То, к чему вы в конце концов приходите, пытаясь добраться до экстремально низкого процента жира – это сбой работы всех систем организма. На самом деле, все эти изменения более или менее выраженно проявляются при любой диете, просто при низком проценте жира их воздействие более очевидно.

В идеале, когда вы повышаете калорийность, должен возникать противоположный эффект. Однако, по разным причинам, о которых я писал в предыдущей книге, вся система работает ассиметрично: снижение лептина (и все изменения в уровне прочих гормонов) гораздо сильнее воздействует на метаболизм, чем повышение уровня лептина (если, конечно, вы не повышаете его до нормального уровня). Так что снижению веса тело сопротивляется гораздо сильнее, чем его набору. В общем, нам гораздо проще растолстеть, чем похудеть. Конечно, есть исключения, люди, которые, кажется, не могут прибавить в весе ни при каких обстоятельствах. Наверняка, когда-нибудь исследования выявят, что такие люди чрезвычайно чувствительны к лептину (и другим гормонам), так что когда калорийность питания повышается, их организм просто сжигает лишние калории, а не накапливает жир. Большинство из нас к этим счастливчикам не относится. Скорее, как и с инсулиновой чувствительностью, о которой уже говорилось, исследования покажут, что чувствительность к лептину – это один из важнейших факторов, определяющих, как изменения калорийности рациона будут воздействать на метаболизм. Люди, с хорошей чувствительностью к лептину, обычно остаются стройными и без проблем снижают вес на диете; люди с худшей чувствительностью к лептину (лептиновой резистенстностью) – напротив. Вы могли бы решить, что быстрое и грязное решение – это инъекции лептина. Но, как я отмечал в своей предыдущей книги, это нечеловечески дорогое удовольствие, так как доза лептина стоит около 1000$  (а в день надо делать две инъекции). Использование бромокриптина или других агонистов дофаминовых рецепторов, кажется, позволяет решить хотя бы часть проблем, посылая в мозг фальшивый сигнал и заставляя его думать, что уровень лептина в норме. Исследования, в которых люди, сидевшие на диете, получали инъекции лептина, позволили установить, что падение уровня лептина – это один из первых и главнейших сигналов, инициирующих адаптацию к диете. Однако, в отличие от крыс, инъекции лептина людям не позволяют решить все проблемы. Это происходит потому что реакция людей как на недостаток, так и на избыток питания, гораздо сложнее. Давайте коротко рассмотрим, что происходит, когда вы сокращаете или увеличиваете калорийность рациона.

Диета

Скажем, вы решили сесть на диету и сократить калории или углеводы, или все сразу. Очень быстро падает уровень глюкозы в крови и инсулин. Это хорошо, потому что снимается «блок» на мобилизацию жира. К тому же, усиливается секреция катехоламинов (по крайней мере, поначалу), еще больше стимулируя высвобождение запасов из жировых клеток. Повышается уровень жирных кислот в крови. Это тоже хорошо, так как улучшается расщепление жира в таких тканях, как печень и мышцы. Эффект усиливается при истощении запасов гликогена в мышцах и печени, поскольку это стимулирует использование жирных кислот в качестве топлива. Повышение уровня жирных кислот в крови также на короткое время вызывает эффект инсулинрезистентности. Как уже упоминалось, на диете это неплохо, поскольку позволяет экономить глюкозу и способствует окислению жиров. Пока все отлично, да?

К несчастью, наряду со всеми этими хорошими вещами, начинает происходить множество не столь хороших. Некоторые из процессов адаптации мы уже описали – изменения уровней лептина, грелина, пептида YY (и других гормонов). Эти изменения «говорят» вашему мозгу, что вы едите недостаточно. Это вызывает изменения нейромедиаторов, стимулирующих определенное количество негативных адаптаций. Хочу отметить, что процесс занимает некоторое время, то есть имеется определенный промежуток между изменениями всех этих гормонов и реакцией организма. Но это еще не все. Множество других адаптационных процессов имеют место, когда вы на диете, так что давайте рассмотрим некоторые из них. Во-первых, падение уровня лептина непосредственно воздействует на метаболизм в печени, скелетных мышцах и клетках, главным образом в худшую сторону. В то время как снижение уровня инсулина улучшает мобилизацию жира, оно вызывает ряд других проблем. Одно из них состоит в том, что тестостерон связывается с андроген связывающим глобулином и снижается уровень свободного тестостерона (это в дополнение к тому, что уровень тестостерона вообще снижается). А также снижается уровень инсулина, который является анти катаболическим гормоном и препятствует расщеплению мышц. Повышение же уровня кортизола, которое происходит в условиях диеты, усиливает расщепление белка и стимулирует в печени производство глюкозы из белка. Истощение запасов энергии в мышцах препятствует синтезу белка, хотя и способствует окислению жиров. В детали этого механизма мы вдаваться не будем, но комбинированный эффект этих процессов заключается в том, что синтез белка замедляется и ускоряется его расщепление, что приводит к утрате мышц.

Вдобавок к этому, возросший уровень жирных кислот в крови способствует усвоению печенью гормона Т4 (тироксин, «пассивная» форма гормона щитовидной железы), а также происходят изменения в процессе конвертации Т4 в Т3 («активная» форма гормона, трийодтиронин) в печени. Оба эти процесса снижают уровень гормона Т3 в крови. Есть также свидетельства того, что возрастание уровня жирных кислот в крови вызывает в тканях резистентность к гормону щитовидной железы (отчасти поэтому инъекции гормона щитовидной железы не решают все проблемы, возникающие в процессе диеты). После изначального повышения, через 3-4 дня на диете падает активность нервной системы – что объясняет замедление метаболизма, особенно в сочетании со снижением уровней лептина, гормона щитовидной железы и инсулина. Изменения в обменных процессах в печени также негативно воздействуют на превращение гормона роста в инсулиноподобный фактор роста. Все эти адаптационные изменения служат двумосновным целям.

Первая – это замедление скорости сжигания жира, что должно позволить вам выжить как можно дольше. Для этого организм также снижает все виды активности, требующие затрат энергии. Это включает в себя синтез белка, репродуктивную и иммунную функции; потому что в этих функциях нет никакого толку, когда вы умираете от голода. Все эти гормональные изменения, начинающиеся с падения уровня лептина, и являются основными причинами того, почему мужчины утрачивают сексуальное влечение (и возможности), а у женщин прекращаются менструации, когда они достигают очень низкого процента жира/или сидят на жесткой диете.

Вторая – главная для вашего организма, это вновь пополнить запасы жира настолько быстро, насколько возможно, когда калории снова становятся доступны. Замедление скорости обмена веществ и улучшение способностей к накоплению жира объединяются, чтобы способствовать возвращению жировых отложений, когда вы снова начинаете есть. Как уже говорилось, все это имеет смысл с эволюционной точки зрения, даже если для нас это огромная заноза в заднице. И это я еще не упоминал голод и аппетит, рассмотрение которых достойно отдельной книги. Комбинация сигналов, посылаемых лептином, грелином, инсулином, глюкозой и массой других гормонов (холестокинин, глюкагоноподобные пептиды 1 и 2, бомбезин и многих других) превращается в голод и аппетит. Эти изменения вызывают повышение того и другого: вы постоянно голодны и постоянно думаете о еде. Бодибилдеры и спортсмены могут контролировать голод, будучи на диете, но все равно это паршивое ощущение – ходить постоянно голодным.

Хорошо, о диете достаточно, а что там с перееданием?