Калория себя дискредитировала

Девочки, взято с сайта Светланы Бронниковой, очень интересная и полезная информация - советую!

Бо Нэшу 38 лет. Он живёт в Арлингтоне, штат Техас, и работает директором по технологиям в издательстве учебной литературы. У него есть жена и ребёнок. При росте 177 см он весит 111 кг, поэтому он входит в категорию людей с ожирением. «Калории? C ними дело нечисто», – говорит Нэш.

Нэш пытается сбросить вес и пользуется мобильным приложением, которое позволяет фиксировать количество потребляемых калорий, а на руке носит фитнес-браслет, чтобы отслеживать затраченную энергию. Эти приспособления обеспечивают точность измерений. Нэш может подсчитать приход калорий из каждого крекера и расход калорий на каждую лестницу.

У Тары Хейли ожирение. Она родила сына в День святого Патрика в 2014 году и никак не может сбросить 32 кг, набранные во время беременности. Хейли живёт в Иллинойсе, она независимый журналист и пишет статьи научной тематики. Она понимает науку о похудении, но, как и Нэш, не видит её в действии. «На уровне математики, науки представляется разумным, что всё, что приходит в тело и тратится телом, измеряемое в специальных единицах (калориях), должно уравновешиваться, – говорит Хейли. – Но, похоже, это работает как-то иначе».

Нэш и Хейли не одиноки: более 2/3 взрослых американцев считают, что имеют избыточный вес или страдают ожирением. Многие пытаются исправить ситуацию при помощи диеты: каждый третий американец сидит на диете в надежде похудеть. При этом доказательств того, что диеты редко приводят к устойчивому снижению веса, более чем достаточно.

И в самом центре этой проблемы одна-единственная единица измерения — калория — и немного вроде бы простых вычислений. Согласно Центру по контролю и предотвращению заболеваний (Centers for Disease Control and Prevention), «чтобы терять вес, нужно тратить больше калорий, чем поступает в организм с пищей». Всё просто вроде бы. Те, кто сидит на диете, могут постоянно питаться в «Макдоналдс» и при этом худеть (при условии, что сжигают достаточно калорий). Так считает Мэрион Несл (Marion Nestle), профессор нутрициологии, исследований питания и общественного здоровья из Нью-Йоркского университета.

Вера в силу калории ошибочна

Однако Нэш и Хейли считают, что следить за весом не так просто. Часть проблемы вообще выходит за рамки самоконтроля. Расчёты калорий в памяти фитнес-браслета Нэша или суммы цифр с упаковок продуктов, которые прилежно изучает Хейли, в лучшем случае приблизительно соответствуют действительности. Проблему усугубляет то, что некоторые из этих расчётов абсолютно неверны. Например, может показаться, что, позанимавшись на беговой дорожке дольше обычного, Хейли сожгла гораздо больше калорий, чем в действительности. Учёные сталкиваются с такой ситуацией всё чаще и чаще. Калория — это не просто калория.

Процесс подсчёта калорий начинается в безымянном офисе в Мэриленде. В этом здании размещается Белтсвильский научно-исследовательский центр питания человека (Beltsville Human Nutrition Research Center). Во время нашего визита повара центра готовят пищу для участников исследования. На пластиковых подносах: мясной рулет, картофельное пюре, кукуруза, чёрный хлеб, печенье с кусочками шоколада, ванильный йогурт и баночка томатного сока. Каждую порцию взвешивают и упаковывают, иногда добавляют кусочек хлеба, чтобы калорийность содержимого каждого подноса точно соответствовала требованиям для каждого участника исследования. «Между прочим, нашу кухню хвалят», — говорит Дэвид Бейер (David Baer), физиолог, контролирующий наблюдатель от Министерства сельского хозяйства.

История калории берёт начало в металлическом сосуде с тройными стенками с морской свинкой внутри

Работа, которую проделывают Бейер и его коллеги, опирается на многовековые технологии. По словам Мэрион Несл, попытки понять связь между питанием и энергией восходят к французскому аристократу и химику Антуану Лавуазье. В начале 1780-ых Лавуазье соорудил калориметр — металлический сосуд с тройными стенками, в который помещалась морская свинка. В простенках сосуда был лёд. Лавуазье знал, сколько энергии требуется для того, чтобы растопить лёд, и мог подсчитать количество тепла, выделяемого морской свинкой, измеряя количество воды, которая вытекала из сосуда. Тогда Лавуазье ещё не понимал (и времени это выяснить у него не было, поскольку он пал жертвой Великой французской революции), что, измеряя количество тепла, выделяемого подопытными свинками, можно было измерить количество энергии, которую животные получали из перевариваемой пищи.

До недавнего времени учёные из Белтсвиля измеряли количество энергии, потребляемое человеком, с помощью устройства, которое, по сути, было увеличенным калориметром Лавуазье: человека помещали в небольшую комнату, где он мог спать, есть, отправлять естественные нужды, заниматься на беговой дорожке. Датчики в стенах комнаты измеряли количество выделяемого тепла и, следовательно, количество сгоревших калорий. (Сейчас мы измеряем эту энергию в калориях). Грубо говоря, одна калория (диетологи подразумевают под ней 1 ккал) — это количество тепла, необходимое, чтобы повысить температуру 1 кг воды на 1оС. Сейчас такие калориметры «прямого нагрева» практически не используются, уступив место системам с «непрямым нагревом», чьи датчики измеряют количество потребляемого кислорода и выделяемого углекислого газа.

Три непрямых калориметра исследовательского центра расположены дальше по коридору, в отдалении от кухни. «По сути, это просто огромные холодильники, устроенные так, чтобы там можно было жить», – объясняет психолог Уильям Рамплер (William Rumpler). В каждой белой комнате есть складная кровать, поднятая к стене, унитаз, раковина, письменный столик со стулом и короткая беговая дорожка. Пищу, образцы мочи, кала и крови передают через два шлюзовых окна. Без этих элементов, напоминающих о назначении помещения, комнатки с виниловыми полами и неоновым светом напоминают общежитие 70-ых. Рамплер рассказал, что каждый участник исследования обычно проводит в калориметре 24-48 часов, соблюдая при этом строгий график. На двери висит листок с распорядком дня для последнего исследования:

18:00-18:45 — ужин
23:00 — самое позднее время отхода ко сну, обязательное выключение света
23:00-06:30 — сон, оставаться в постели даже при отсутствии сна
В промежутках между приёмами пищи, заборами крови на анализ и отправлением естественных нужд «жители калориметра» должны ходить по беговой дорожке со скоростью 5 км/ч. Остальное время они тратят на занятия «с низкой активностью», как называет их Рамплер. «Мы просим людей приносить с собой вязание или книги, — говорит он. — Вы не поверите, что делают люди в этих камерах, если им нечем заняться». Он рассказал, как один из «непослушных» участников пронёс с собой пачку M&Ms, а потом конфеты рассыпались по полу, и он попался.

При помощи экранов снаружи исследователи отслеживают точное количество калорий, сжигаемых каждым наблюдаемым в любой момент времени

При помощи экранов снаружи калориметров Рамплер может отслеживать точное количество калорий, сжигаемых каждым наблюдаемым в любой момент. Он и его коллеги объединили результаты многолетних наблюдений и выделили средние значения для общего использования. Например, сколько калорий сжигает женщина с весом 54,4 кг при беге со скоростью 6,4 км/ч или сколько калорий ежедневно требуется мужчине за 60, ведущему малоподвижный образ жизни. Именно эти средние значения, полученные из сверхточных данных, заложены в фитнес-браслете Бо Нэша и помогают Таре Хейли рассчитать суточную норму калорий для своего роста и веса.

Количество калорий в самой пище измеряется с помощью другой модификации калориметра Лавуазье. В 1848 году ирландский химик Томас Эндрюс понял, что можно подсчитать количество калорий в пище, если поджечь её в камере и измерить температуру воды, окружающей камеру. (Химически процесс сжигания пищи похож на процесс её расщепления в теле, только он протекает быстрее и менее контролируемый). Учёные Белтсвильского центра сожгли образцы мясного рулета, картофельного пюре и томатного сока в бомбовом калориметре. «Мы сушим пищу методом сублимации, смалываем в порошок и поджигаем», — рассказывает Дэвид Бейер.

Люди, конечно, не бомбовые калориметры, мы не извлекаем из пищи все калории до последней. Изучением этой проблемы учёные занялись в конце 19 века, поставив один из наиболее эпических экспериментов в истории нутрициологии. Уилбур Этуотер, учёный из Министерсва сельского хозяйства, начал с подсчёта калорий в более чем 4000 продуктах питания. Затем он накормил этими продуктами добровольцев, собрал образцы их кала и сжёг в бомбовом калориметре. Он вычел количество энергии, полученной при сгорании кала, из количества энергии в пище и получил т.н. факторы Этуотера — численное выражение доступной энергии в каждом грамме белков, углеводов и жиров. Эти цифры, которым уже больше века, остаются основой для современных стандартов. Если Бейеру нужно узнать количество калорий на 1 грамм мясного рулета, он корректирует данные бомбового калориметра, используя факторы Этуотера.

Всё это — от научно-исследовательского центра до цифр на упаковках продуктов, которые мы покупаем, порождает атмосферу научной точности, которая пронизывает процесс подсчёта калорий. Увы, эта точность — иллюзия.

Проблемы начинаются на самом первом этапе: со списков, составленных Этуотером и другими учёными. По словам Мэрион Несл, компаниям разрешено сжигать в бомбовом калориметре высушенные образцы продуктов, чтобы узнать количество калорий, хотя большинство этого не делает. Некоторые используют данные, рассчитанные Этуотером в конце 19 века. Однако Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) также разрешает компаниям использовать изменённые факторы, опубликованные Министерством сельского хозяйства в 1955 году. В них учитываются способность человека переваривать разную пищу и особенности процесса переваривания.

Из расчётов Этуотера ясно, что Тара Хейли может получить 8,9 калорий из каждого грамма жира в тарелке её любимой фасоли по-мексикански, а изменённая таблица показывает, что она получит только 8,3 калории на грамм, потому что некоторые растительные волокна, которые есть в бобовых, не перевариваются. В зависимости от метода подсчёта калорий, который выберет компания (Управление по санитарному надзору предлагает ещё две разновидности, всего их пять), расчётная порция спагетти может содержать от 200 до 210 калорий. При сложении неточностей может становиться всё больше. Возможно, Тара Хейли и Бо Нэш лишний раз отказывают себе в еде или дольше потеют на лестничном тренажёре, чтобы уж наверняка не превысить свою суточную норму калорий. Но если их подсчёт калорий неверен, они могут превысить её, несмотря на все свои старания.

Проблемой также является размер порций. Сьюзан Робертс (Susan Roberts) из Центра исследований питания при Университете Тафтса (Tufts University) и её коллеги посетили более 40 сетевых ресторанов, включая Olive Garden, Outback Steak House и PF Chang’s China Bistro, и обнаружили, что в меню калорийность блюда может быть 500 калорий, тогда как реальная порция может содержать все 800. Робертс считает, что такая разница могла получиться от того, что повара клали чуть больше картофеля-фри или соуса. Учитывая такой разброс, человеку, сидящему на диете, практически невозможно точно рассчитать количество съеденных калорий.

Новое исследование ставит под вопрос адекватность убеждения, что калория — это калория, на котором базируется нутрициология

Даже если бы сам подсчёт калорий был точным, Хейли, Нэшу и прочим худеющим пришлось бы ещё разбираться со значительными расхождениями между общим количеством калорий в пище и количеством усвоенных калорий. Эти расхождения привлекли внимание учёных совсем недавно, и они не ограничиваются неточными цифрами на упаковках. Более того, новое исследование ставит под вопрос адекватность базового убеждения, царящего в нутрициологии, что калория — это калория.

К примеру, в ходе исследований в Белтсвильском центре Бейер и его коллеги обнаружили, что иногда наше тело может усвоить меньше калорий, чем заявлено на упаковке. Участники этих исследований смогли усвоить почти на треть меньше калорий из миндаля, чем следует из скорректированных факторов Этуотера. Для грецких орехов разница составляла 21%. Это хорошая новость для людей, которые считают калории и любят перекусывать миндалём и грецкими орехами: эти люди могут усвоить гораздо меньше калорий, чем думали. Бейер полагает, что дело в особенностях структуры орехов: «Все питательные вещества (жиры, белки, всё в этом роде) находятся внутри клеточных стенок растений». Если эти стенки не разрушены зубами, блендером и прочими кухонными приборами, некоторое количество калорий остаётся нам недоступно, эти калории не усваиваются, а выводятся из организма.

Другая поразительная догадка пришла после попытки питаться, как шимпанзе. В начале 1970-ых Ричард Рэнгем (Richard Wrangham, антрополог из Гарвардского университета, автор книги «Зажечь огонь. Как кулинария сделала нас людьми» (Catching Fire: How cooking made us human), наблюдал за жизнью диких шимпанзе в Африке. Рэнгем попробовал перейти на сырой рацион шимпанзе, питаясь фруктами, семенами, листьями и некоторыми насекомыми, например, термитами и боевыми муравьями. «Я обнаружил, что после такой пищи я очень голоден, — вспоминает он. —А потом я осознал, что все люди едят предварительно приготовленную пищу».

Позднее Рэнгем и его коллеги доказали, что в процессе приготовления пищи в продуктах разрушаются микроскопические структуры, связывающие энергию, и это уменьшает количество работы, которое пришлось бы выполнять кишечнику. Часть пищеварительного процесса успешно переместилась в духовки и сковородки. Рэнгем обнаружил, что мыши, которых кормили сырым арахисом, теряли намного больше веса, чем мыши, которых кормили маслом из обжаренного арахиса. То же касается и мяса: в гамбургере гораздо больше усвояемых калорий, чем в мясе по-татарски. Способ приготовления пищи тоже имеет значение. В 2015 шриланкийские учёные обнаружили, что можно снизить калорийность риса более чем вполовину, если в процессе приготовления добавить в него кокосовое масло и затем остудить рис в холодильнике.

Если вы съедите бифштекс с кровью, вероятно, вы получите на несколько сотен калорий меньше, чем если он будет хорошо прожаренным

Открытия Рэнгема имеют большое значение для людей на диете. Если, к примеру, Нэш любит бифштекс с кровью, вполне возможно, он получит на несколько сотен калорий меньше, чем если съест хорошо прожаренный бифштекс. И всё же методы, которые использует Управление по санитарному надзору для подсчёта калорий с целью размещения на этикетках, не отражают различий между сырой и приготовленной пищей, измельчённой и цельной, не говоря уже о разнице в структурах клеток животных и растений. С точки зрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, бифштекс — он и в Африке бифштекс.

Промышленная обработка пищевых продуктов, в ходе которой они подвергаются воздействию высоких температур и давления, может высвобождать ещё больше калорий. Рэнгем считает, что пищевая промышленность «превратила нашу пищу в настоящее месиво, из которого можно получить максимум калорий. И в этом ирония, ведь на Западе все так стремятся снизить калорийность пищи». Он считает, что сможет найти примеры структурных различий, влияющих на усвояемость калорий в гораздо большем количестве продуктов. «Я думаю, тут хватит работы для сотен, возможно, тысяч нутрициологов на много лет вперёд», — говорит он.

Есть ещё одна проблема: все люди разные. Различия, которые касаются роста, количества жировой ткани, размера печени, уровня гормона стресса и даже кишечной микрофлоры, могут влиять на количество энергии, необходимое для поддержания основных функций тела. Для двух лиц одного пола, возраста и веса разница может составлять до 600 калорий в день — больше четверти рекомендуемой нормы потребления калорий для умеренно активных женщин. Даже такая, казалось бы, незначительная деталь, как время приёма пищи, влияет на усвоение энергии. В ходе недавнего исследования учёные обнаружили, что мыши, получавшие богатую жирами пищу в промежутке с 9 часов утра до 5 часов вечера набрали на 28% меньше веса, чем мыши, которые ели ту же пищу в том же количестве, но на протяжении всех 24 часов. Исследователи предположили, что разрозненное питание влияет на суточный ритм печени и её участие в расщеплении пищи, что влияет на общий баланс энергии.

Все эти факторы оставляют пугающе широкое поле для ошибок, если человек, подобно Нэшу, Хейли и миллионам других, пытается считать калории. Несоответствие цифр на упаковке и реально доступных калорий вкупе с индивидуальными особенностями наших обменных процессов может вылиться более, чем в 200 калорий в день — тех самых, которые диетологи часто советуют урезать, чтобы сбросить вес.

Всё сказанное вовсе не означает, что калория — бесполезная величина. Пусть подсчёт калорий и неточен, но он даёт общие ориентиры: в положении стоя сгорает больше калорий, чем в положении сидя, в печенье больше калорий, чем в шпинате. Но калория во многом дискредитировала себя, и нам пора вести учёт пищи какими-то другими способами. Настало время для холистического взгляда на питание.

Уилбур Этуотер жил и работал в мире, где были другие проблемы. В начале 20 века специалисты по питанию заботились о том, чтобы люди не голодали. Калория была удобной единицей для оценки потребностей в питании. В наши дни людей больше беспокоит лишний вес, а не голод. Это новая проблема, для её решения, вероятно, понадобится новая система мер.

Перестать думать о потребляемой энергии и переключиться на что-то другое

В будущем эффективным может оказаться новый подход: индивидуально подобранное питание. С 2005 года Дэвид Уишарт (David Wishart) из Университета Альберты (University of Alberta) работает над каталогом тех сотен тысяч химических соединений в нашем теле, которые все вместе известны как метаболом человека. В его списке 42 000 химических веществ, многие которых помогают переваривать пищу. Его более новый проект — база данных пищевых метаболомов, которая содержит около 30 000 химических веществ, напрямую получаемых из пищи. По оценкам учёного, в этих двух базах данных в итоге может быть более миллиона соединений. «Люди питаются невероятно разнообразно. Тело трансформирует всю эту пищу. И она превращается в другие соединения. Мы понятия не имеем, какие это соединения или что они делают», — добавляет учёный.

Чем дальше, тем сильнее кажется, что мы все усваиваем пищу очень по-разному, и в этом участвуют десятки тысяч, а может и миллионов химических веществ, которые составляют наши метаболомы. Всё это в комбинации с уникальной кишечной флорой каждого из нас может привести к разработке персональных рекомендаций касательно рациона. Вишарт представляет себе будущее, в котором человек сможет вынуть смартфон, нажать на изображение блюда и получить информацию о том, как это блюдо повлияет на наше тело и сколько калорий мы сможет из него усвоить. Ваш партнёр может нажать на то же изображение, но получить абсолютно другую информацию.

Переход от калорий к новым единицам измерения произойдёт не завтра. Но всё же потребность в этом уже назрела. Спросите Хейли. «Я, можно сказать, злюсь на научное сообщество за то, что они не придумали чего-нибудь получше», — признаётся она, вспоминая, как разнервничалась недавно в ресторане, пытаясь найти в меню низкокалорийное блюдо.

Об авторах: Синтия Грейбер (Cynthia Graber) — соведущая всемирно известного радиоподкаста Gastropod. Она неоднократно получала награды за журналистскую деятельность на радио и в прессе. Синтия сотрудничает со многими известными изданиями и выступает на радио.
Никола Твилли (Twilley) — журналист, автор блога Edible Geography.

Перевод — Марина Нестругина, Центр Интуитивного питания IntuEat ©