Сколько углеводов вам действительно нужно?
Можно ли полностью обходиться без них?
И не просто выживать, но и прекрасно себя чувствовать, тренироваться и показывать высокие результаты при отсутствии углеводов или на кетогенной диете?
Или углеводы — абсолютная необходимость для нормального функционирования нашего организма?
Можно ли жить, совсем не потребляя углеводы?
В этом видео мы рассмотрим взгляд, так сказать, из учебника на вопрос о том, можно ли жить без углеводов.
Это отличный урок о важности критического подхода к источникам информации. Когда вы читаете учебник, он неизбежно отстает от времени, если только это не «живой», постоянно обновляющийся учебник.
Можно ли жить, полностью отказавшись от любых углеводов?
Чтобы ответить на этот вопрос, полезно узнать, существуют ли в организме клетки, которые могут получать энергию только из углеводов.
Ведь если такие клетки есть, разве это не означает, что нам необходимо есть углеводы? Давайте разберемся. Подождите, это тот же ошибочный вывод, который я слышал 30 лет назад: раз некоторым клеткам нужны углеводы, значит, их нужно есть. Нет, ваше тело способно производить их. И автор видео говорит об этом достаточно хорошо. Но нет, тот факт, что некоторым вашим клеткам нужна глюкоза, не означает, что вы должны есть глюкозу. Глюкоза может быть произведена в процессе, называемом глюконеогенезом.
Существуют ли в организме клетки, которые могут работать только на углеводах?
Ответ на этот вопрос – да.
Например, эритроциты могут использовать только углеводы для производства АТФ. Поскольку у эритроцитов нет множества других органелл, им не приходится тратить АТФ на эти дополнительные структуры. К тому же, это имеет смысл: вся работа эритроцитов состоит в переносе кислорода. Было бы неразумно, если бы эритроцит отнимал кислород, который он несет к другим тканям. Представьте: эритроцит проходит через легкие, собирает весь кислород, а затем, двигаясь по кровотоку, поглощает весь кислород, который должен доставить, например, мышце стопы.
Он добирается до места назначения, а мышца стопы спрашивает: «Эй, где мой кислород?», а эритроцит отвечает: «Я его съел». Мне понравилась эта метафора. Можно представить использование глюкозы и жира в клетке так: гликолиз — это как «глюкозная печь» или «сахарная печь». Гликолиз может происходить без кислорода, то есть анаэробно. «Жировая печь» — это митохондрии. Жир используется и превращается в АТФ в «жировой печи», и для этого требуется кислород. Эритроцит не имеет митохондрий, у него нет «жировой печи», которая требует кислорода.
И это логично, ведь работа эритроцита — переносить кислород из легких к тканям и углекислый газ обратно. Объяснение того, почему сам эритроцит не может использовать жир и кислород (или не должен), потому что он в основном несет кислород, мне кажется очень удачным. Таким образом, эритроциты являются ключевыми игроками, ключевыми клетками, которые находятся в крови. И помните: если вы измеряете уровень глюкозы в крови, небольшое повышение — это предиабет, значительное повышение — это диабет. А повышение уровня глюкозы в крови (мы всегда проверяем именно кровь) происходит там, где находятся эритроциты.
Более того, лейкоцитам, когда они находятся в состоянии так называемого «респираторного взрыва» (то есть борются с инфекцией), также нужна глюкоза. Поэтому при инфекции ваш уровень глюкозы в крови может повышаться. Это происходит для того, чтобы ваши лейкоциты, борющиеся с инфекцией, могли эффективно работать, получая дополнительную глюкозу. Оказывается, у лейкоцитов есть ядра и митохондрии, так что они не были упомянуты как клетки, требующие глюкозы в первую очередь, но, я думаю, именно об этих клетках стоит подумать в первую очередь, говоря о потребности в глюкозе.
Это не значит, что вы должны есть глюкозу, но им она нужна. В организме есть и другие клетки, которые почти исключительно полагаются на углеводы как источник энергии, например, нейроны головного мозга. Большая часть литературы утверждает, что мозгу требуется около 120-140 граммов глюкозы в день. Хотя точные цифры вызывают споры, и некоторые источники указывают меньшие значения, важный момент для нашей дискуссии заключается в том, что мозг предпочитает глюкозу в качестве источника энергии. Да, и это интересно, потому что новейшие исследования не вполне подтверждают это.
Здесь мы видим различие между информацией из учебников и результатами новых исследований, которые постоянно проводятся и представляются на конференциях. Если человек потребляет углеводы, то да, мозг использует в основном углеводы. И это еще один важный момент: контекст зависит от того, что вы используете в качестве основного топлива. Если вы в основном не едите углеводы и работаете на жирах, мозг переключается на использование кетонов и может использовать их в больших количествах. Эта информация еще не так хорошо описана в литературе, потому что она относительно новая, а большинство людей едят углеводы.
Поэтому, пока не будет проведено больше исследований и авторы учебников не допустят информацию о том, что не есть углеводы — это не просто причуда, учебники будут показывать, что когда человек адаптируется к питанию белками и жирами без углеводов (происходит кето-адаптация), мозг действительно начинает использовать больше кетонов. И это уже не те сто граммов глюкозы, которые упоминаются в учебниках, поскольку речь в них идет о людях, потребляющих углеводы. Ваше тело обладает способностью создавать собственную глюкозу из других веществ.
Например, печень может преобразовывать жиры и белки в глюкозу посредством процесса, называемого глюконеогенезом. Даже почки способны к глюконеогенезу. С точки зрения выживания это абсолютно логично. Если человек долгое время обходится без еды и, следовательно, без углеводов, или получает очень мало углеводов (как, например, некоторые группы населения, исторически жившие в очень холодном климате и в основном питавшиеся мясом), телу нужен был запасной механизм для выработки достаточного количества углеводов для клеток, которые в них нуждались, таких как эритроциты и в некоторой степени мозг.
Глюконеогенез может производить около 180-220 граммов глюкозы в день. Этого достаточно для удовлетворения базовых потребностей организма в глюкозе. Итак, это наконец отвечает на один из наших вопросов: технически, вы можете жить, не употребляя никаких углеводов.
Но является ли это идеальным состоянием?
Прежде чем углубиться в вопрос идеальности, важно отметить, что это было написано в отчете Института медицины 25 лет назад. Когда я впервые изучал этот тип питания как исследователь, я не хотел никому навредить. Мне нужно было убедиться, что обучение людей диете без углеводов не нарушает никаких фундаментальных биологических принципов.
И он совершенно прав: вам не нужно есть углеводы, ваше тело может производить все необходимое количество. Однако в мозге происходит еще кое-что — переход на использование кетонов. За последние несколько лет я участвовал в конференциях, где исследователи мозга говорят о том, как кетоны активно поглощаются мозгом, в отличие от глюкозы, поглощение которой зависит от градиента концентрации. Таким образом, я бы переформулировал старое утверждение о том, что мозг предпочитает глюкозу. В определенных условиях мозг на самом деле может предпочитать кетоны.
А баланс между количеством кетонов и глюкозы, которое требуется, не означает, что некоторая часть глюкозы все еще не нужна для мозга и клеток, связывающих нейроны. Но, скажем так, в этой области еще многое предстоит узнать. Если у ребенка судороги, вызванные проблемами с энергетическим обменом в мозге, иногда переход на кетогенную диету (называемую кетогенной диетой для эпилепсии) может полностью прекратить судороги буквально за ночь. Университет Джонса Хопкинса и другие университеты обучают по всему миру, как использовать кето-диету для лечения детской эпилепсии, где детей специально учат не есть углеводы, чтобы повысить уровень кетонов, позволяя мозгу получать топливо.
Было доказано, что в таких случаях есть проблема с транспортом глюкозы. Так что да, мозг может использовать кетоны, и в некоторых случаях это настолько важно, что может прекратить судороги.
Особенно если речь идет не только о выживании, а о том, чтобы процветать или даже активно тренироваться и расходовать гораздо больше энергии, достаточно ли низкоуглеводной диеты?
Да, может быть достаточно. И здесь мы подходим к кетогенным диетам и кетозу.
Когда человек значительно сокращает потребление углеводов, организм, очевидно, начинает производить собственную глюкозу с помощью глюконеогенеза. Но, как уже говорилось, этот процесс может производить лишь ограниченное количество. А поскольку мы говорим не просто о выживании, мозгу может требоваться больше энергии для человека, который постоянно задействует свой мозг в повседневной деятельности. Возможно, этот человек также хочет заниматься спортом, что, очевидно, увеличивает метаболические потребности мышц и других тканей, но это также дополнительно увеличивает метаболические потребности мозга.
Да, опять же, идея адаптации, переключения. Я вспоминаю пациента, который расстроился, потому что стал медленнее решать головоломки судоку. Он засекал время, чтобы убедиться, что его мозг хорошо работает. Это произошло через месяц или два после начала программы, но через шесть месяцев или более без потребления углеводов его время решения судоку стало быстрее, чем раньше. Если ваш мозг работает на кетонах и глюкозе, вы действительно можете улучшить когнитивные функции. Здесь подразумевалось, что мозгу нужна глюкоза; если вы больше используете мозг, вам нужно больше глюкозы.
Также подразумевалось, что если вы больше используете мышцы, вам понадобится больше глюкозы. В то время как при переключении на кетоны и жирные кислоты мышцы отлично функционируют. И это действительно немного устаревшая информация, хотя я понимаю осторожность тех, кто не занимается обучением и тренировкой в этой области, когда говорит об этом. В таких ситуациях, поскольку мозг не может эффективно метаболизировать жирные кислоты, организм будет вырабатывать другие вещества, которые мозг может использовать для энергии. Они известны как кетоновые тела.
Кетоновые тела, как ни странно, образуются из жирных кислот. Печень преобразует жирные кислоты в кетоновые тела. Двумя основными кетоновыми телами являются ацетоацетат и бета-гидроксибутират. Я сделаю паузу. Существует метод мозгового штурма, когда вы просто переворачиваете все с ног на голову, не заботясь о том, кажется ли это безумным. Давайте предположим, что, возможно, состояние по умолчанию для человека — это не постоянное наличие еды, а чередование периодов кетоза или длительное пребывание в кетозе.
Рассматривая эту схему, мы видим, что при сжигании жира, когда вы не потребляете много пищи и много углеводов, ваше тело способно вырабатывать кетоны, которые являются источником топлива для мозга и других тканей, куда глюкоза или жирные кислоты не могут легко попасть. Так что давайте перевернем все с ног на голову и на мгновение задумаемся: возможно, кетоны должны там быть. И только когда вы едите углеводы, появляется глюкоза, которая берет верх и вытесняет кетоны, используемые ранее, а также заставляет мышцы вместо работы в основном на жирных кислотах теперь использовать и глюкозу.
Если вы повышаете уровень сахара в крови, выделяется инсулин, и вы «запихиваете» сахар в клетки, включая мышечные. Это приводит к накоплению гликогена в мышечных клетках, что вызывает инсулинорезистентность. И все это исчезает, когда ваше тело в основном полагается на жирные кислоты и кетоновые тела. У вас не так много глюкозы в обращении. Но помните, что изучение всей этой информации происходило в то время, когда все ели углеводы, и это считалось нормой. Поэтому «нормальный диапазон» определен для людей, потребляющих углеводы. Вот почему, если вы не едите углеводы, результаты ваших анализов крови могут не всегда попадать в этот «нормальный диапазон» для тех, кто ест углеводы.
При длительном ограничении углеводов (примерно от одной до двух недель или более) кетоновые тела становятся доминирующим источником энергии для мозга, покрывая 60-70% его энергетических потребностей. Оставшаяся часть обеспечивается глюкозой, полученной в результате глюконеогенеза и/или небольшим количеством углеводов, которые человек все еще потребляет.
Что если именно это состояние было бы нормой, оптимальным или состоянием по умолчанию?
А потребление углеводов сдвигает равновесие в сторону сжигания углеводов.
То есть большая часть мозга действительно может использовать кетоны. И если это состояние голодания, то с точки зрения человеческой эволюции и культур это совершенно естественно. Странно, как мы привыкли постоянно иметь еду под рукой. До пандемии я спрашивал сотни людей: «Сколько из вас хотя бы раз прожили день без еды?». И только несколько человек поднимали руки из трехсот. Мы настолько привыкли много есть. Итак, опять же, что если все наоборот? И мы действительно должны быть сжигателями жира, а когда поступает глюкоза, ее можно использовать, но она не должна быть основным источником топлива.
Другие клетки также могут использовать кетоновые тела для производства АТФ, например, скелетные мышцы, особенно медленно- и промежуточные мышечные волокна. Но скелетные мышцы могут при необходимости использовать также жирные кислоты и аминокислоты. Это показывает, как люди удовлетворяют свои энергетические потребности, находясь на кетогенной диете. Также сердечная мышца. И есть интересная история о лекарстве, которое вызывает кетоз, и его способности обращать вспять или предотвращать эпизоды сердечной недостаточности.
Именно так многие кардиологи сейчас узнают о кетозе через препараты из группы ингибиторов SGLT-2. Так что даже сердечная мышца может работать на жирных кислотах и кетонах. Можно считать кетоновые тела своего рода заменой глюкозы. Или глюкозу — заменой кетонов. Таким образом, человек, соблюдающий кетогенную диету, очевидно, не получает избыточного сахара, и, следовательно, общее потребление калорий обычно снижается, что приводит к потере веса. Также происходит обращение диабета и других метаболических состояний.
Но существуют ли ограничения у кетогенной диеты для определенных людей, особенно для некоторых спортсменов или тех, кто занимается определенными видами спорта и упражнениями?
Одно из первых ограничений заключается в том, что, как мы упоминали, при использовании глюкозы с кислородом в митохондриях одна молекула глюкозы может произвести более 30 молекул АТФ. Однако одно кетоновое тело может произвести чуть более 20 молекул АТФ. Таким образом, с кетоновым телом мы получаем меньше АТФ, чем с глюкозой. Да, я не совсем согласен с такой логикой, потому что важно, сколько молекул вы используете в данный момент. Но вы видите, мы снова возвращаемся к старому учению.
Раньше считалось, что перед тренировкой нужно загружаться углеводами, накапливать запасы гликогена, потому что во время бега нужно работать на глюкозе. Профессор Тимоти Ноукс из Кейптауна, Южная Африка, написал книгу «Закон бега», где учил всех углеводной загрузке за несколько дней до марафона. В фильме под названием «Убийцы серий», он вырывает главу из своей книги и говорит: «Я ошибался, при длительных нагрузках нужно быть сжигателем жира». Это серьезный сдвиг парадигмы, но большинство тренажерных залов, фитнес-инструкторов и людей в спортивном мире все еще придерживаются старой идеи, что нужно есть углеводы и сжигать углеводы.
Некоторые элитные спортсмены, чемпионы мира, не потребляют много углеводов, но они подпитываются или дают себе немного углеводов во время самой гонки.
Итак, возвращаясь к вопросу, сколько углеводов вам действительно нужно?
Теперь, я думаю, вы видите, что это действительно зависит от многих факторов. Это зависит от ваших целей, от выбора упражнений и их интенсивности. Но есть данные, особенно для занимающихся спортом и спортсменов, которые дают ежедневные рекомендации по потреблению углеводов для тех, кто хочет избежать «удара об стену» во время выбранного ими вида спорта или упражнения.
Эти цифры предполагают, что человек не переедает жиров и потребляет достаточное количество белка. И эти цифры предназначены для тех, кто не придерживается кетогенной диеты. Итак, те, кто на кетогенной диете и чувствует «удар об стену» во время высокоинтенсивных тренировок, могут начать с того, что я упомянул ранее: постепенно добавлять немного больше углеводов. Итак, вы можете жить, не употребляя углеводы. К клеткам, которым нужна глюкоза, я бы добавил к эритроцитам и некоторым клеткам мозга еще часть почек, где очень низкое парциальное давление кислорода.
Это одна из причин, по которой мы можем концентрировать мочу. Я помню, на курсе сравнительной анатомии и физиологии, это была одна из вещей, которая эволюционно позволила рыбам стать млекопитающими и жить на суше — способность концентрировать мочу. При концентрации мочи парциальное давление кислорода становится очень низким, почти на уровне венозной крови. А это не поддерживает цикл Кребса или сжигание жира. Поэтому у почки есть уязвимая часть, называемая почечным сосочком (renal papilla), которая является частью тела, требующей глюкозы.
Что интересно, сама почка может вырабатывать глюкозу. Так что это не только печень, но и почка способна к глюконеогенезу. Мое предположение, что мы узнаем, что и другие клетки способны вырабатывать глюкозу, просто это еще не было хорошо изучено. Эритроциты не имеют митохондрий и ядра. Им необходима глюкоза. Некоторым клеткам почек, некоторым клеткам мозга, или, вернее, некоторым клеткам почек, лейкоцитам в состоянии «респираторного взрыва» нужна глюкоза. Я все еще пытаюсь выяснить, нуждаются ли в глюкозе хрусталик, роговица и сетчатка глаза. Данных не так много.
Нет книги, в которой был бы список всех клеток в организме и используемого ими топлива. Как будто никто не интересовался этим, и я могу понять почему. Тело справляется само. Так что да, тело может производить собственную глюкозу и фруктозу, если это необходимо для биологических процессов. Мой клинический опыт за последние 25 лет и первоначальное заявление Института медицины о том, что вам не нужно есть углеводы, убеждают меня в том, что отказ от углеводов не причинит вам вреда. Нравится ли вам их есть и хотите ли вы этого — это другой вопрос.
