Как завещал нам Тайлер Дёрден: «К счастью ли, к сожалению ли, ты вовсе не уникальная снежинка».
Процессы, протекающие внутри нас, достаточно хорошо изучены, чтобы сформировать цельную картину.
Индивидуальные особенности существуют, но они не могут сделать так, чтобы «калории не работали» или «одна ведьма жрала и не толстела, а тебе, Зинка, даже яблоки нельзя».
Калории не работают
Вариант «Калории не работают, кто вообще решил класть продукты в бомбовый калориметр, бла-бла-бла» – это признак агрессивного неуча либо бойкого мошенника. Следом оба предложат вам немного волшебных таблеток, секретных митодиг, банку комбикорма и ещё какой-нибудь алхимии, вместо базовых биохимии и физиологии.
Мы потребляем макронутриенты (белки, жиры и углеводы – вещества, необходимые в больших количествах, потому и макро). Их объединяет углеродный скелет – последовательность химически связанных атомов углерода, составляющая основу молекулы.
Так, углеводы (carbohydrates, carbon – углерод) – это дословно карбогидраты, соединение группы углеродов с водой
Молекула глюкозы – простейшего из углеводов
Простейший из углеводов — глюкоза, как раз из них и сконструирован. Если сахар (белый) полить серной кислотой (серная кислота извлекает воду), получится уголь (чёрный), и произойдёт испарение влаги и выделение тепла (тепловойэнергии).
Белок состоит из аминокислот, собранных в пептидные цепочки. Аминокислота — это сокращение от «Аминокарбоновая кислота», что намекает на наличие того самого углеродного скелета в составе.
Молекула аминокислоты - структурной единицы белка
То же касается жиров. Жирные кислоты — алифатические одноосновные карбоновые кислоты с открытой цепью (запоминать это незачем, можно только обратить внимание на «карбоновые»).
Молекула жира, красным цветом выделен кислород, чёрным – углерод, белым – водород
Как организм извлекает энергию из макронутриентов?
Он окисляет (сжигает) углеродные цепочки. Так мы получаем то или иное количество энергии из белка, углеводов, жиров.
Побочным продуктом этого процесса становится углекислый газ, выдыхаемый человеком.
Помним, да? Вдыхаем кислород, который необходим для окисления/сжигания, выдыхаем углекислый газ и влагу. Собственно, таков цикл извлечения энергии из пищи, с выведением продуктов распада через лёгкие и мочу.
Схема энергетического обмена
Из-за той же общей особенности структуры, метаболиты (производные) одних нутриентов могут формировать другие нутриенты.
Поэтому на безуглеводке организм вынужденно трансформирует поступающий белок в глюкозу и поддерживает минимальный необходимый уровень в крови.
Или коварно запасает избыток углеводов в виде нательного жира.
Вот здесь уместно провести параллель между реакциями с выделением энергии.
Например… когда что-то сожгут в калориметре (калориметр — это такой прибор для измерения выделяемого в результате какого-либо процесса количества тепловой энергии), произойдёт выделение тепла и продуктов распада — углекислого газа и влаги.
Как измеряется энергия?
Калория — мера измерения энергии. Количество энергии, необходимое для того, чтобы поднять температуру одного грамма воды на один градус цельсия. Калория — очень малая величина. Конечно же, мы должны изъясняться килокалориями (мера в тысячу раз больше). Поэтому на этикетке и указывается ххх ккал (килокалорий) на 100 грамм продукта. Но для упрощения мы всё равно говорим калория.
Сейчас добавлю мёда в уши подсчётоненавистников: калории — искусственная величина, придуманная для того, чтобы как-то измерять энергию. Точно так же, как грамм — мера массы, метр — расстояния. Все они измеримо и прогнозируемо работают, облегчая нам с вами жизнь, оценку затрат и планирование действий.
Калориметр даёт вполне точные сведения о калорийности тех или иных веществ.
Собственно, калорийность есть не только у пищи, просто не всякий элемент в качестве пищи подойдет 🙂 При этом разница между энергией «сжигаемого» и «метаболизируемого» существует (сейчас должен подпрыгнуть адепт какой-нибудь неведомой диеты и вскрикнуть «яжеговорил!!!»).
Возможно, вам приходилось читать, что реальная калорийность белка/углеводов/жиров составляет не 4/4/9 ккал на грамм, а 4,7/4,2/9,4. Вот именно в этом моменте разница и скорректирована, за счёт потерь, приходящихся на фекалии, мочу, выделения и газы (извините) [3], [4]. После корректировки на потери при переваривании получаются довольно круглые и удобные для использования цифры.
Опять же, можно закопаться в детали о том, что отдельные аминокислоты чуть более калорийны, а некоторые продукты, наоборот, не полностью усваиваются и частично выходят недоусвоенными (например, орехи). Тем не менее, расхождение невелико, эпизодично и на общую картину не влияет почти никак.
Есть ещё и потери, которые носят название «термический эффект пищи». Организм тратит различное (но известное) количество энергии на процессы усвоения различных макроэлементов. Для белка и клетчатки эти «затраты» составят 25−30% от поступившего, для углеводов это 5−7%, для жира — 2−3%.
Считалось, данные затраты идут именно на переваривание пищи, но мне встречалась информация, что термический эффект действует и для аминокислот, вводимых внутривенно.
Другой интересный факт заключается в том, что у обезжиренных людей термический эффект для углеводов и жиров вырастает до 10−15%, то есть организм действует более расточительно [5], [6], [7]. Дополнительным фактором служит степень обработки пищи [8].
Чем сильнее перемолото/измельчено/сварено/прожарено, тем меньше организм затратит на усвоение. Важно понимать: будет усвоено почти всё. Когда организм не усваивает пищу, мы наблюдаем незабываемую феерию, помноженную на спецэффекты в виде поноса. И недопереваренное просто вылетает с другой стороны.
Поэтому меня очень умиляют рассказы о том, что у одного яблочко усвоится на 100%, а у другого — на 50%, поэтому считать калории бесполезно.
Те, у кого не усваивается, — это больные люди с симптомами, требующими очевидного лечения. Поэтому тех, кто утверждает, что «у всех усвоится в разной степени», «можно только 30 грамм белка зараз» и «на ночь есть нельзя, потому что пища не переваривается, а лежит мёртвым грузом и гниёт», можно дружно слать в одном направлении. Например, в школу.
А манипуляция составом пищи (в пользу менее обработанного) — это всего лишь способ повысить расход энергии на переваривание/усвоение, а вместе с тем продлить чувство сытости, ибо процесс усвоения будет длиться дольше.
Закон сохранения энергии гласит
Закон сохранения энергии гласит, что поступающая энергия не может исчезнуть или уйти в никуда. Возможен переход энергии из одного вида в другой, но полная энергия системы, равная сумме отдельных видов энергий, сохраняется.
— Химическая энергия будет запасена в теле в виде жира, мышц и прочих тканей тела.
— Кинетическая энергия (энергия движения) будет выражена в виде механической работы (трансформация химической энергии в кинетическую). Помните, как снижается двигательная активность на диете? Проводите параллель.
— Термальная энергия. Теплообмен. Выделение тепла/самосогревание/обогрев окружающего пространства.
Собственно, так и работает баланс калорий. Находясь в дефиците поступающей энергии, мы будем тратить запасы химической энергии на совершение действий и обогрев пространства. Находясь в профиците, будем запасать химическую энергию в виде жира и мышечной ткани.
Что касается измерения энергетических расходов (которое выражается в тех же самых калориях), наука и тут придумала средства, вроде прямой калориметрии (это когда человек находится в камере, замеряющей выделение тепла телом), респираторной энергометрии (измерение количества выдыхаемого углекислого газа), алиментарной энергометрии (анализ изменения массы тела в динамике около двух недель при точном учёте калорийности).
Объединяет всё вышеописанное одно: оно работает, работает измеримо, работает исправно, работает предсказуемо. В первой части приведена в пример модель Кевина Холла, которая позволяет очень точно рассчитать потерю веса, основываясь на минимуме данных, в основе которых — калораж.
Если тренер заявляет, что не работает с калориями, — его право. Возможно, его метод вам подойдёт. Просто готовьтесь к тому, что меню станет скучным, а жизнь — грустной.
Если вам льют в уши, что калории не работают, шлите товарища смело. Это дурак либо мошенник, пытающийся продать вам методику по превращению свинца в золото, а говна — в пули.
Список источников
- Biochemistry 101 (Menno Henselmans)
- Advanced Nutrition and Human Metabolism (S. Gropper, J. Smith, T. Carr, 2012)
- FAO Food And Nutrition Paper 77. Chapter 3: Calculation of the Energy Content of Foods - Energy Conversion Factors
- Atwater system (Wikipedia)
- The Thermic Effect of Food and Obesity: A Critical Review (de Jonge, 1997)
- Thermic effect of feeding carbohydrate, fat, protein and mixed meal in lean and obese subjects (Swaminathan, 1985)
- Macronutrient disposal during controlled overfeeding with glucose, fructose, sucrose, or fat in lean and obese women (McDevitt, 2000)
- Postprandial energy expenditure in whole-food and processed-food meals: implications for daily energy expenditure (Barr, 2010)