Опасные секреты сахара крови. Как углеводы управляют твоим здоровьем

Как я уже упоминал, в состоянии покоя человеческий мозг потребляет около 20% всей энергии организма. Для сравнения, мозгу обезьяны требуется всего 8%. Это означает, что на заре существования охотников-собирателей человеческому организму часто приходилось полагаться на более калорийные продукты, такие как жирное мясо, и только позже стало ясно, что злаки могут обеспечить такое же количество калорий.

Люди каменного века знали, что злаки – потенциальный источник пищи. Но с доступными им технологиями переработка диких злаков в удобоваримые крупу и муку занимала гораздо больше времени и сил, чем сбор и подготовка к употреблению других видов диких растений и продуктов. По этой причине у охотников-собирателей зерновые обычно рассматривались как «пища второго выбора», которую употребляли в пищу в период нехватки других продуктов.

За сотни и тысячи лет биология человека генетически адаптировалась к химическим веществам, которые естественным образом содержатся во фруктах и овощах. В отличие от них, фитохимические соединения, содержащиеся в современных злаках, большинство из которых были изменены в результате селекции, являются относительно новыми для человеческого пищеварения и метаболизма. Возможно, именно поэтому употребление фруктов и овощей с большей вероятностью снижает риск развития рака, в то время как употребление злаков практически не оказывает такого влияния.

Раз уж мы заговорили об углеводах, важно отметить, что люди обладают разной способностью извлекать и усваивать сахар из крахмалистой пищи в процессе пищеварения, в зависимости от того, сколько копий определенного гена они унаследовали. В отличие, например, от плотоядных сибирских якутов, у популяций, которые ели больше продуктов, богатых крахмалом (таких как хадза, о которых говорилось ранее), больше копий определенных генов, стимулирующих ферменты, которые помогают расщеплять крахмал до того, как пища попадёт в желудок.

Исследования показывают, что коренные народы сталкиваются с проблемами, когда отказываются от своего традиционного питания и активного образа жизни в пользу западного образа жизни.

Например, диабет был практически неизвестен среди майя в Центральной Америке до 1950-х годов. Когда они перешли на западную диету с высоким содержанием сахара, заболеваемость диабетом резко возросла.

Сибирские кочевники, такие как эвенки-оленеводы и якуты, ели мясо, но практически не страдали сердечно-сосудистыми заболеваниями до распада Советского Союза, когда многие из них поселились в городах и стали питаться обычной пищей. Сегодня около половины якутов, живущих в деревнях, имеют избыточный вес, а почти треть страдает от высокого кровяного давления.

Углеводы в пище наших предков

Предки человека потребляли гораздо меньше углеводов, чем это характерно для современных людей. Разница в основном объясняется практически полным отсутствием зерновых в рационе доаграрного периода. Однако они потребляли гораздо больше фруктов и овощей, чем жители современной Западной и Северной Европы.

В отличие от древних времен, в современных источниках углеводов преобладают рафинированная мука и простые сахара, которые быстро усваиваются и могут привести к быстрому и опасному выделению инсулина поджелудочной железой, что влечет за собой соответствующие риски для здоровья. Однако большинство углеводов, потребляемых людьми каменного века, были сложными углеводами, которые оказывают более благоприятное воздействие на секрецию инсулина и в норме не вызывают инсулинорезистентности, которая может лежать в основе большинства современных «болезней цивилизации».

Люди каменного века действительно любили мед, но его доступность обычно была ограничена и носила сезонный характер (об этом свидетельствует тот факт, что на их останках не было найдено полостей в зубах, а значит, они практически не страдали от кариеса).

Пример влияния современных фруктов

Изменение качества фруктов заметили и сотрудники знаменитого зоопарка Мельбурна, которые были вынуждены отучить животных от фруктов, потому что они оказались слишком сладкими, сообщали австралийские газеты. Красные панды и приматы начали набирать вес, а у некоторых из них даже появились признаки кариеса. По словам смотрителей зоопарков, содержание сахара в современных фруктах выше, чем в тех, что растут в естественной среде обитания животных. Возможно, это связано с тем, что сорта фруктов модифицируются для получения более сладкого вкуса.9

Сахар – глобальная проблема здравоохранения

Потребление сахара является одной из основных проблем здравоохранения во всем мире. Среднемировое потребление сахара на душу населения оценивается примерно в 17 килограммов в год.

Только в США каждый человек потребляет в среднем 126,4 грамма сахара в день – это более чем в два раза больше, чем 200 лет назад. Средний канадец потребляет 89 граммов сахара в день, а средний австралиец – 60 граммов. Бразилия потребляет 50,6 килограмма сахара на душу населения в год, Индия и Китай также отличаются высоким уровнем потребления сахара.10

В то же время Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует употреблять не более 6—8 чайных ложек сахара в день – это примерно 25—36 граммов.

К сожалению, согласно последним исследованиям, американские подростки, например, потребляют примерно в 16 (!) раз больше сахара, что делает их особенно уязвимыми для потенциального долгосрочного риска для здоровья. Исследования показывают, что процентное соотношение потребления сахара к общему количеству энергии выше всего у детей и подростков (12—14%) и ниже всего у пожилых людей (8%).

Почему сахар вреден?

Сегодня среднестатистический человек получает почти 50% калорий из небезопасных, сильно переработанных и высокоуглеводных продуктов. Такой рацион питания вреден для нашего организма, поэтому так много людей страдают от хронических проблем со здоровьем.

Употребление в пищу большого количества зерновых и углеводов повышает уровень сахара в крови и скорость гликирования11, что вызывает воспаление. Это, в свою очередь, может привести к развитию многих других заболеваний, в том числе:

– Сердечно-сосудистые заболевания, так как потребление рафинированных углеводов вызывает эффект домино, при котором воспаление и глюкоза повреждают кровеносные сосуды, а поскольку сосуды теряют эластичность, это приводит к повышению артериального давления и атеросклерозу;

– Диабет 2-го типа, который напрямую вызван повышенным потреблением рафинированных углеводов;

– Рака, поскольку углеводы служат топливом для роста раковых клеток (исследования говорят, что клетки опухолей употребляют до 400 раз больше глюкозы, чем здоровые клетки!), а воспаление также играет роль в метастазировании рака и развитии опухоли.

В 2023 году исследование12 выявило тесную связь между потреблением сахара с 18 метаболическими, 10 сердечно-сосудистыми, 7 онкологическими и 10 другими заболеваниями (нервно-психические заболевания; заболевания полости рта, печени, костей и мышц; аллергические заболевания).

Каждая дополнительная порция (250 мл) подслащенного сахаром напитка в неделю связана с увеличением риска развития подагры13 на 4%. Каждая последующая порция подслащенного сахаром напитка в день связана с увеличением риска развития подагры на 17% и ишемической болезни сердца на 4%, а также с увеличением риска общей смертности. Потребление дополнительных 25 граммов фруктозы в день увеличивает риск развития рака поджелудочной железы на 22%.14

Как обстоят дела в Эстонии?

В августе 2020 года компания Turu-uuringute AS провела опрос о потреблении сладостей среди жителей Эстонии в возрасте 15—74 лет. Результаты показали, что больше всего (62% респондентов) эстонцы потребляют сладкие молочные продукты: йогурты, творожные кремы, молочные коктейли. Половина населения, 54%, позволяли себе сладости и шоколад каждую неделю. Опрос показал, что общее потребление сладостей останется стабильным, хотя теоретически большинство людей хотели бы ограничить потребление шоколада, конфет, выпечки и сладких закусок.

Обширное зонтичное исследование15, опубликованное в 2023 году, рекомендует сократить потребление свободных или добавленных сахаров до менее чем 25 граммов в день (около 6 чайных ложек) и ограничить потребление подслащенных сахаром напитков до менее чем одной порции в неделю (около 200—355 мл), чтобы уменьшить вредное воздействие сахара на здоровье.

Но что говорит наш Национальный Институт Развития Здоровья (TAI, Tervise Arengu Instituut)?

Они рекомендуют употреблять не более 50 граммов сахара в день – и это несмотря на катастрофически прогрессирующее ожирение среди населения Эстонии, включая детей! Например, в брошюре «Сахар», изданной в 2022 году, TAI дает следующие диетические рекомендации:

«Если суточная потребность человека в энергии составляет 2000 ккал, то в его рационе должно быть в общей сложности 250—300 граммов углеводов, при этом количество добавленных сахаров (из продуктов домашнего приготовления и домашних продуктов вместе взятых) не должно превышать 50 граммов в день».

Год за годом мы видим одни и те же рекомендации от TAI, но без видимых результатов в плане улучшения состояния здоровья людей. Я надеюсь, что эксперты из Института Развития Здоровья, раздающие советы по питанию нашим людям, будут смелее и решат что-то более конкретное, потому что в противном случае снежный ком будет только увеличиваться. Почему бы радикально не уменьшить количество употребляемых углеводов, в том числе сахаров, как предлагают ученые и исследования? Чего мы ждем?

3. Инсулин. Инсулинорезистентность. Фруктоза.

Что такое инсулин?

Инсулин – это гормон, вырабатываемый и высвобождаемый бета-клетками островков поджелудочной железы, который тщательно регулирует поступление глюкозы из крови в клетки печени, жировой ткани и скелетных мышц. Помимо поддержания баланса глюкозы, инсулин способствует многим другим клеточным процессам, включая регуляцию синтеза гликогена, жирового обмена, синтеза ДНК, транскрипции генов, транспорта аминокислот, а также синтеза и распада белков.

Биологическое действие инсулина направлено на специфический рецептор на поверхности клеток, называемый инсулиновым рецептором. Такие рецепторы находятся на поверхности почти всех клеток организма.

В нормальных физиологических условиях повышение уровня глюкозы в крови, например, после приема пищи, вызывает увеличение выработки инсулина и повышение его уровня в крови, стимулируя тем самым транспорт глюкозы в периферические ткани и подавляя глюконеогенез в печени – поскольку организм понимает, что глюкозы в рационе теперь достаточно. Глюконеогенез – это образование глюкозы из других источников, уже присутствующих в организме, при недостатке или отсутствии глюкозы в рационе.

Рисунок 1. Инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, позволяя клеткам организма использовать глюкозу в качестве источника энергии. Повышение уровня глюкозы в крови после приема пищи активизирует выработку инсулина и приводит к повышению его уровня в крови, стимулируя транспорт глюкозы в периферические ткани и ее использование клетками.

Инсулин стимулирует поглощение глюкозы жировыми клетками. Потребленная глюкоза преобразуется печенью и жировыми клетками в триглицериды, которые затем могут быть повторно использованы организмом в качестве энергии, когда это необходимо – происходит рост жировых клеток.

Рост жировых клеток происходит особенно активно в органах и тканях, которые содержат чувствительные к воздействию инсулина специальные рецепторы – GLUT4, которые, активируясь под воздействием инсулина, работают, как воронка, через которую в клетку в больших количествах входит глюкоза. Если эта глюкоза не используется клетками и тканями, то организм запускает процесс откладывания жира – исходя из локализации рецепторов GLUT4, этими местами откладывания жира будут мышцы и жировая ткань.

Рисунок 2. После приема богатой углеводами пищи в крови повышается уровень глюкозы и инсулина. Впоследствии печень увеличивает производство жира, отложение жира в виде жировой ткани увеличивается, и в то же время сжигание жира как в мышцах, так и в печени замедляется. Таким образом, повышение уровня глюкозы и инсулина в крови всегда приводит к отложению жира.

Когда уровень инсулина падает – особенно у людей с высокой чувствительностью к инсулину (обычно это физически активные люди без лишнего веса) – например, во время длительных перерывов между приемами пищи или во время болезни и голодания, клетки больше не получают глюкозу из пищи и используют для получения энергии исключительно жиры, которым не нужно транспортироваться через клеточную мембрану. Именно по такому принципу работает кетогенная диета: клетка не имеет доступа к глюкозе из пищи, уровень инсулина практически не повышается, и клетка начинает использовать собственные запасы глюкозы, а также жиры (об этом мы говорили ранее и поговорим подробнее в главе 8).

Поэтому инсулин также является ключевым регулятором жирового обмена.

Что такое инсулинорезистентность?

Инсулинорезистентность – это запрограммированный природой, но у современного человека избыточный и часто патологический биологический ответ на стимуляцию инсулином. По сути, инсулинорезистентность и все сопутствующие ей процессы являются результатом дезадаптации организма к внешней среде.

При инсулинорезистентности нормальный ответ клеток в условиях повышенного содержания глюкозы в крови (например, при длительном избыточном потреблении крахмалистых и сахаристых продуктов) требует более высокого, чем обычно, уровня инсулина, что напрямую приводит к гиперинсулинемии (повышенному уровню инсулина в крови: «гипер» – слишком много; «инсулинемия» – наличие инсулина в крови) и нарушению чувствительности клеток к глюкозе.

В норме клетки очень чувствительны к небольшому количеству глюкозы и небольшому количеству инсулина, который выделяется в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. В случае инсулинорезистентности эта чувствительность к действию инсулина нарушается, потому что инсулина слишком много и он циркулирует в крови очень долго – образно говоря, утомляя клетки своим присутствием.

Рисунок 3. При здоровом обмене веществ, когда в крови нет избытка сахара или инсулина, клетка получает из кровотока ровно столько глюкозы, сколько ей необходимо для оптимального производства энергии. Это требует очень мало инсулина. При инсулинорезистентности уровень сахара в крови высок, что приводит к чрезмерной выработке инсулина, который бомбардирует клетку глюкозой, чтобы она могла её принять из кровеносных сосудов и использовать для получения энергии. Клетка же, желая защитить себя от «переедания», отключается и не пропускает внутрь избыток глюкозы. Это вызывает дефицит энергии внутри клетки, но при этом избыток глюкозы вне ее, что заставляет поджелудочную железу вырабатывать еще больше инсулина и заставляет глюкозу из крови насильно поступать в клетку, вызывая дальнейшее воспаление клеток.

Это объяснение было сложным? Давайте попробую объяснить еще по-другому.

Если вы придерживаетесь низкоуглеводной диеты (то есть почти не едите рис, картофель, макароны, хлеб, сладости, выпечку, сладкие молочные продукты, фрукты, соки и т. д.), ваш организм привыкает к этому, и это очень полезно с точки зрения обмена веществ. При этом, например, если вы в какой-то день решили съесть на обед булочку, то в пищеварительном тракте она расщепляется до глюкозы, которая всасывается в кровь. Это небольшое количество глюкозы сигнализирует поджелудочной железе о том, что уровень сахара в крови повысился и его необходимо вывести из кровеносных сосудов и доставить в клетки, поскольку:

– Во-первых, высокий уровень сахара в крови не может сохраняться долго, потому что он повреждает кровеносные сосуды, и

– Во-вторых, глюкоза – это источник энергии для клеток, и в теории основная задача организма – постоянно «закачивать» сахар в клетки, чтобы у тела было достаточно энергии.

Этот сигнал от повышенного сахара в крови стимулирует поджелудочную железу к выделению небольшого количества инсулина, который поступает в кровь, присоединяется к инсулиновым рецепторам на клеточной мембране и помогает доставить сахар из крови в клетки. Когда весь избыток глюкозы распределяется по клеткам, выработка инсулина снижается до исходного уровня, и уровень глюкозы в крови также падает.

Если уровень сахара в крови повышается незначительно в результате переваривания съеденной пищи, количество инсулина, выделяемого поджелудочной железой, также небольшое: клетки не нуждаются в стимулирующем эффекте большого количества вырабатываемого инсулина, чтобы поглотить глюкозу, а с удовольствием принимают небольшое количество предложенной им глюкозы.

Однако если вы часто и/или в больших количествах едите углеводы или крахмалистые продукты (крахмал при переваривании превращается в глюкозу), уровень глюкозы в крови будет повышаться чаще и выше. Это стимулирует поджелудочную железу вырабатывать больше инсулина, чтобы быстро избавиться от избытка сахара и удалить его из крови, направляя глюкозу в клетки. Однако в какой-то момент клетки насыщаются на 100% и «отключаются»: они перестают реагировать на нормальную концентрацию инсулина, чтобы защитить себя, и призывают организм искать другие клетки для распределения избытка сахара.

Чем больше инсулина вырабатывает ваш организм (только с благими намерениями!), тем большее давление он оказывает на клетки. Поэтому глюкоза будет вынуждена распределяться между клетками, которые уже «переполнены». Это происходит потому, что, как мы все помним, основная функция организма – быстро вывести сахар из крови, чтобы он не повредил стенки кровеносных сосудов, нервы и другие структуры, как это происходит у больных диабетом, у которых уровень сахара часто или постоянно слишком высок.

В итоге мы получаем состояние, когда в крови находится большое количество «нераспределенной» глюкозы, но клетки нечувствительны или невосприимчивы к обычному низкому уровню инсулина. В этом случае, чтобы глюкоза попала в клетку, количество инсулина в крови должно быть увеличено, что организм и вынужден делать. Такое состояние называется инсулинорезистентностью, что означает, что клетки, по сути, становятся невосприимчивыми к нормальному уровню инсулина. Это состояние можно сравнить с алкоголизмом, когда организм человека, употребляющего алкоголь, постепенно становится малочувствителен к низким дозам алкоголя и его требуется всё больше, чтобы достичь желаемого эффекта.

Чем больше углеводов вы едите и чем меньше энергии тратите (или чем меньше занимаетесь спортом, ведь мышцы – один из основных потребителей глюкозы), тем выше уровень «нераспределенного» сахара в крови, тем активнее бедной поджелудочной железе приходится вырабатывать инсулин и тем сильнее клеткам приходится сопротивляться переносу сахара из крови в них.

Но клетки – живые «организмы», и их максимум потребления глюкозы имеет свои пределы. Их положение можно сравнить с человеком, который вынужден есть все больше и больше, хотя его желудок уже полон.

Разница в том, что люди могут сознательно и добровольно отказаться от переедания, а клетки не имеют такой возможности. Они ничего не могут поделать, если на ужин вы едите макароны, затем мороженое, а перед сном – половину плитки молочного шоколада… Подобное принудительное кормление даже использовалось в истории как метод пыток, но теперь мы успешно используем его для уничтожения собственного тела и клеток.

Избыток глюкозы обычно преобразуется клетками в жир. Длительное состояние инсулинорезистентности приводит к тому, что почти все клетки организма становятся «больными»: они полнеют, «жиреют», нарушается работа их внутренних «энергетических фабрик» – митохондрий – и развивается системное (то есть захватывающее все органы и системы организма) низкоуровневое воспаление. Такое воспаление невозможно вылечить ни одним антибиотиком или другим лекарством – только изменением образа жизни.

Все, что написано в этой книге, сводится, по сути, к инсулинорезистентности – ее причинам, развитию, профилактике и лечению.

Состояние инсулинорезистентности препятствует расщеплению жировой ткани, мешает усвоению глюкозы мышцами и нарушает процесс глюконеогенеза в печени.

Давайте вспомним, что такое глюконеогенез: это синтез глюкозы из неглюкозных предшественников в организме. Такими предшественниками могут быть самые разные молекулы, например лактат (продукт анаэробного метаболизма глюкозы в мышцах), глицерин (продукт распада триглицеридов в жировой ткани) и некоторые аминокислоты (при распаде белков). После различных химических реакций эти предшественники превращаются в глюкозу. Глюконеогенез – важный механизм поддержания стабильного уровня глюкозы в крови, особенно во время голодания или недостатка углеводов в рационе. Он позволяет организму продолжать получать энергию из глюкозы, даже когда человек не ест.

Некоторые исследователи считают, что инсулинорезистентность вызывается воспалительными изменениями в мышечной ткани и повышением концентрации свободных жирных кислот, что приводит к накоплению жира в тех местах, где его в норме быть не должно.

При определенных условиях мышцы могут использовать до 70% потребляемой глюкозы! Когда поглощение глюкозы мышцами нарушается, избыток глюкозы возвращается в печень, увеличивая производство жира de novo (в переводе с латинского – «заново», «с нуля») и количество циркулирующих свободных жирных кислот, что способствует усугублению инсулинорезистентности и эктопическому (т.е. там, где его не должно быть) отложению жира.

Первоначально синдром инсулинорезистентности включал в себя следующие компоненты:

– инсулин-стимулированное сопротивление поглощению глюкозы;

– нарушенная толерантность к глюкозе16;

– гиперинсулинемия, или повышенный уровень инсулина в крови;

– высокое кровяное давление;

– дислипидемия (нарушение холестеринового обмена), характеризующаяся высокой концентрацией триглицеридов и низкой концентрацией ЛПВП или «хорошего» холестерина HDL.

В последнее время к этому списку добавились центральное ожирение, увеличение числа малых частиц холестерина ЛПНП, повышение концентрации мочевой кислоты, увеличение концентрации ингибитора активатора плазминогена 1 и снижение концентрации адипонектина.

Почему роль печени важна при инсулинорезистентности?

Как я уже объяснял выше, инсулинорезистентность может развиться в мышечной ткани, что приведет к увеличению доставки глюкозы в печень. Это приводит к увеличению производства жира с сопутствующим воспалением и отложением жира там, где его не должно быть. За этим следует развитие инсулинорезистентности в жировой ткани, приводящее к парадоксальному усиленному расщеплению жира в жировых клетках, что, в свою очередь, увеличивает количество свободных жирных кислот в кровотоке и еще больше усугубляет мышечную и висцеральную жировую ткань и инсулинорезистентность в мышечной ткани.

При отсутствии инсулинорезистентности (то есть в состоянии метаболического здоровья) инсулин, выделяемый при потреблении пищи, снижает производство глюкозы в печени, подавляя гликогенолиз – процесс, в ходе которого организм «переваривает» запасы гликогена, имеющиеся в печени. Обратите внимание, что это не то же самое, что глюконеогенез, где вместо гликогена глюкоза производится из других предшественников, таких как лактат, аминокислоты и т. д.

У людей с инсулинорезистентностью высокий уровень инсулина стимулирует гликогенолиз, или расщепление гликогена, в печени через различные механизмы, в то время как у здоровых людей инсулин замедляет гликогенолиз. У людей с инсулинорезистентностью печень становится постоянным источником дополнительного производства глюкозы в крови, что приводит к постоянному повышению уровня глюкозы в крови.