Юрий Юрьевич Гичев
Грязные игры чистых углеводов
Часть вторая. Как и откуда мы получаем углеводы
Казалось бы, чего тут рассуждать! В нашей пище столько углеводов, и при этом мы сегодня едим, когда хотим – так что вопрос об их источниках может считаться закрытым. И в целом это так, если брать в расчет только среднестатистических жителей современных развитых стран. А вот если взять наших предков или животных, то в их пище готовых к усвоению углеводов почти никогда не было и большую часть необходимой глюкозы они вынуждены были синтезировать самостоятельно.
Углеводы для травоядных
Растения – это основной и очень богатый источник углеводов в природе. Соответственно, любое животное, питающееся преимущественно растительной пищей, на первый взгляд не должно испытывать никаких проблем с углеводами и получать их в готовом виде. Ну, то есть, точно так же, как и мы с вами сегодня. Но к большому удивлению многих, это совсем не так.
Как уже было сказано выше, растения практически всю синтезируемую ими глюкозу сразу же тратят для образования энергии либо «упаковывают» в очень сложные углеводные формы. Да, семена многих растений содержат легкодоступные углеводы в виде крахмала, а многие плоды богаты сахарозой и фруктозой, но в дикой природе эти части растений составляют лишь мизерную часть рациона травоядных. И в силу сезонности, и, главное, в силу того, что плоды и семена дикорастущих растений (вспомните полевые злаковые сорняки или дикую яблоню) составляют доли процента от массы всего растения в отличие от культивируемых человеком аналогов.
Соответственно, львиная доля углеводов в историческом рационе травоядных представлена неперевариваемыми пищевыми волокнами, из которых невозможно получить не то что глюкозу, а вообще хоть что-либо питательное. К счастью, у травоядных есть помощники – миллиарды бактерий, населяющих желудок и кишечник. Именно они расщепляют сложные пищевые волокна и образуют из них… нет, не глюкозу, а летучие жирные кислоты, такие как уксусная, пропионовая и масляная кислоты.
И вот именно эти летучие жирные кислоты уже могут усваиваться животными, и именно они служат для них главными источниками энергии. Уксусная кислота – это одно из ключевых звеньев цикла Кребса, главным продуктом которого как раз и является образование клеточной энергии. Кроме того, уксусная кислота используется еще и для синтеза жиров – еще одного источника энергии и в том числе через механизм синтеза глюкозы из жирных кислот. Масляная кислота имеет огромное значение для жизнедеятельности толстого кишечника, являясь одновременно энергетическим субстратом для клеток последнего, участвуя в регуляции проницаемости его стенок, а также способствуя поддержанию нормальной кишечной микрофлоры. А вот пропионовая кислота служит главным источником синтеза глюкозы, без которой животные все равно не могут поддерживать нормальный энергетический обмен, несмотря на наличие упомянутых выше альтернативных источников энергии.
Таким образом, несмотря на то что в составе растительного корма формально присутствует огромное количество глюкозы, животные не могут получить ее напрямую и вынуждены синтезировать ее самостоятельно. И поскольку это довольно непростой и энергозатратный процесс, приносящий к тому же не так много глюкозы, травоядные животные занимаются синтезом последней практически постоянно (и поэтому-то они постоянно что-то жуют), а ее запасы в виде гликогена крайне невелики. То есть, здесь не может быть и речи даже о теоретическом избытке углеводов в организме.
Углеводы для хищников
Плотоядные животные, особенно стопроцентные хищники, вообще не получают углеводов из пищи. Количество гликогена, которое есть в мясе и печени их жертв, настолько мало, что им можно пренебречь. У большинства хищников даже отсутствует генетическая способность распознавать сладкий вкус, что свидетельствует о том, что они на протяжении тысяч поколений никогда не сталкивались со свободными углеводами в пище. Это подтверждает и факт отсутствия в слюне, например, кошачьих такого фермента, как амилаза, которая необходима для первичного расщепления углеводов пищи.
Еще более убедительным свидетельством того, что строгие хищники в процессе своей эволюции практически не сталкивались с пищевыми углеводами, является крайне низкая активность глюкокиназы. Этот фермент, синтезируемый в печени, является ключевым элементом утилизации глюкозы, поступающей вместе с пищей. Он, во-первых, непосредственно осуществляет первичный метаболизм глюкозы, а во-вторых, повышение активности глюкокиназы служит сигналом для синтеза инсулина, запускающего далее уже масштабную утилизацию глюкозы. Именно поэтому если в качестве эксперимента добавить в корм, например, кошкам даже сравнительно небольшое количество глюкозы (1–2 г на 1 кг массы), повышенный уровень глюкозы в крови будет сохраняться у них 5–6 часов после еды. Для сравнения у собаки и человека, которые относятся к всеядным, уровень глюкозы крови в этих же условиях нормализуется в 3–4 раза быстрее.
Но тот факт, что хищники практически не получают углеводов с пищей, совсем не значит, что они им не нужны. Наоборот, большой головной мозг хищников (а он у них действительно один из самых крупных во всем животном мире) постоянно нуждается в немалых количествах глюкозы. Однако всю эту глюкозу хищные животные вынуждены синтезировать сами, используя в качестве исходного субстрата белок. Именно это, кстати, и объясняет еще одну удивительную способность хищников – они способны съедать и усваивать огромные количества пищевого белка без риска белковой интоксикации, как это часто встречается у других животных и у человека.
Углеводы для человека
Если брать во внимание историю человечества до появления сельского хозяйства – а это львиная часть эволюции человека, – мы должны будем признать, что пищевые углеводы и для древнего человека были крайне редким элементом рациона. И глюкозу наши предки тоже в основном синтезировали самостоятельно, занимая по этому показателю (в силу своей всеядности) промежуточное положение между чистыми травоядными и строгими хищниками.
Да, у нас нет огромного многокамерного желудка, как у травоядных, но зато природа наделила нас очень большим толстым кишечником, густо населенным бактериями, которые помогают нам расщеплять неперевариваемые пищевые волокна растительной пищи. И точно так же, как жвачные животные, мы в результате этого получаем летучие жирные кислоты, из которых можем уже синтезировать глюкозу и другие энергоносители, хотя и с несколько меньшей эффективностью.
Кроме того, подобно жвачным животным мы можем синтезировать глюкозу из жиров, образующихся в изобильные пищевые периоды из тех же самых летучих жирных кислот. Но, вместе с тем, подобно хищникам мы можем использовать для синтеза глюкозы и белок, которого у нас как у всеядных в пище гораздо больше по сравнению с травоядными.
Конечно, в рационе человекообразных обезьян, первобытного человека и наших далеких и не столь предков присутствовали и чистые углеводы, которые могли усваиваться напрямую из пищи. В силу опережающего развития головного мозга наши предшественники могли расширять свой рацион за счет разных плодов, семян, почек и сладких корнеплодов, содержащих определенную часть углеводов в чистом виде. Однако если брать не отдельные сезоны или географические области, а общую эволюцию питания животных и человека, мы должны будем признать, что большую часть глюкозы нам приходилось все время синтезировать самим. Об этом же свидетельствуют весьма ограниченные возможности организма большинства животных и человека по усвоению чистых углеводов из пищи и, тем более, практически полное отсутствие механизмов запасания и хранения глюкозы. И это очень важный момент, о котором мы должны будем поговорить отдельно.