Сладкая правда: вся правда о сахаре

Роман Ворошилов

Сладкая правда: вся правда о сахаре

Сахар – это один из самых распространенных продуктов в нашем рационе. Мы добавляем его в чай и кофе, лакомимся конфетами и пирожными, не замечая, как часто потребляем «сладкие калории». Сахар встречается не только в десертах: его кладут в соусы, йогурты, хлеб и даже колбасу. И вместе с удовольствием от сладкого вкуса все чаще звучат тревожные сигналы: не вреден ли нам этот легкий источник энергии?

Недавние рекомендации экспертов Всемирной организации здравоохранения советуют ограничить «свободные» сахара (добавляемые в еду и содержащиеся в соках) не более чем 10% ежедневных калорий (а лучше – 5%). Это означает, что в дневном рационе взрослого человека сахара должно быть не более примерно 50 граммов (для дополнительной пользы – около 25 г). Чтобы представить масштаб: всего две банки сладкой газировки дают далеко за 60–80 граммов сахара. Развитие эпидемий ожирения, диабета и других болезней заставило ученых по-новому взглянуть на «сладкую сторону» жизни. В то же время сахар дарит нам энергию и удовольствие – и веками был чем-то драгоценным и даже святым. В этой книге мы разберём химию сахаров, пройдём путь от древних полей тростника до современных лабораторий, поговорим о том, как сладкое влияет на тело, мозг и общество.

Глава 1. Химия сахаров

С научной точки зрения «сахара» – это простые углеводы (моно и дисахариды). Молекулы углеводов состоят из углерода, водорода и кислорода. Простые сахара – моносахариды – содержат от 3 до 6 атомов углерода. Самый известный моносахарид – глюкоза (C₆H₁₂O₆). Именно глюкоза поступает в кровь после усвоения углеводов и служит главным «топливом» клеток. Другой важный сахар – фруктоза (содержится во фруктах и мёде) – имеет тот же состав, но немного другую структуру. Есть ещё галактоза (в молоке) и более редкие моносахариды.

Когда два моносахарида соединяются, образуется дисахарид. Общая формула дисахаридов – C₁₂H₂₂O₁₁. Примеры дисахаридов, знакомых каждому:

Сахароза (обычный столовый сахар) состоит из одной молекулы глюкозы и одной фруктозы. Именно её мы рубим на кусочки и сыплем в сладости.

Лактоза (молочный сахар) – это глюкоза плюс галактоза.

Мальтоза (солодовый сахар) содержит две глюкозы.

Дисахариды обычно выглядят как белые кристаллы, сладкие на вкус и хорошо растворимые в воде.

При переваривании они разделяются на простые сахара (в желудочно-кишечном тракте «расщепляются» до моносахаридов) и затем усваиваются организмом.

Есть и более сложные углеводы – олигосахариды и полисахариды (крахмал, целлюлоза, гликоген), но они не дают такой ощутимо сладкий вкус и требуют больше усилий для переваривания. Крахмал из картофеля или злаков – это длинная цепь глюкозы, а пищевые волокна (целлюлоза) вообще не расщепляются в организме человека, но питают полезные кишечные бактерии.

Гликемический индекс (ГИ) – показатель скорости усвоения сахара. Глюкоза имеет ГИ около 100 (максимум), фруктоза – лишь около 20 (медленный прирост сахара в крови), сахароза 70. Иными словами, фруктоза менее резко повышает уровень сахара в крови, чем глюкоза, но избыток любой сахарозаменяющей формулы превращается в жир.

Глава 2. История сахара

Сахар – удивительный гость в истории. Само слово «sugar» «сахар» восходит к санскритскому śarkarā (песок), хотя добывать сладкое детище из тростника люди научились примерно 10 000 лет назад. Первые упоминания о сахарном тростнике есть в древних индийских и полинезийских текстах; примерно в VII веке н. э. персы умели очищать тростниковый сок до твердых кристаллов.

Древние греки и римляне знали мед, но сахар в чистом виде был доступен только патрициям. По данным историков, состоятельные римляне завозили «индийский сахар» через Египет. Для простого народа хранился секрет – они пользовались более дешевым виноградным сиропом и спелыми плодами.

В Средние века сахар снова появился в Европе благодаря крестовым походам. Однако оставался экзотическим деликатесом: «сахар долгое время считался предметом роскоши, даже на королевском столе его подавали лишь по особым случаям». Говорят, Петр I стремился подражать европейским дворам и в начале XVIII века создал первую «сахарную палату» в России. Но сахар был дорогим, а растения его – тростник – тропическим, так что почти до середины XIX века весь наш сахар импортировали из-за границы.

Культивация сахарной свеклы в Европе началась в XVIII веке (немецкий ученый Маргграф описал этот процесс в 1747 году). Наполеон Бонапарт увидел в сахарной свекле стратегический ресурс: во время континентальной блокады он раздавал земли крестьянам под свеклу и поощрял независимость от дорогого колониального тростника. В итоге через несколько десятилетий в Европе и России освоили производство сахара из свеклы, а до этого сахарный рынок контролировали отдаленные плантации.

В XX веке сахар стал всенародным. США долгое время получали почти весь сахар от Кубы. После революции Фидель Кастро ввел «сахарную блокаду» США, что побудило американцев активно выращивать собственную свеклу. В СССР с 1960-х помнят «кубинский тростниковый сахар» необычного вкуса и песни про «Куба, отдай наш хлеб, забирай свой сахар».

Сегодня сахарный тростник – главная культура по производству сахара: в 2016 году глобальный сбор превысил 2 миллиарда тонн тростника против 277 миллионов тонн свеклы. Лидеры – Бразилия, Индия, Китай; за ними идут ЕС, Россия и США (по свекле).

Глава 3. Усвоение сахаров организмом

После еды сахар (точнее, углеводы) начинает перевариваться уже во рту (ферментами слюны) и продолжается в желудке и тонком кишечнике. Крахмал расщепляется до дисахаридов (мальтаза, сахароза, лактоза), а дисахариды – до моносахаридов. Глюкоза, фруктоза и галактоза – в тонком кишечнике через слизистую попадают в кровь.

Как это происходит? Сахароза и лактоза расщепляются специальными ферментами слизистой. Затем в ворсинках тонкой кишки выделяют транспортные белки: глюкоза и галактоза всасываются одновременно с натрием (через SGLT1) – это требует затраты энергии (так называемый вторичный активный транспорт). А фруктоза проходит через другой белок (GLUT5) пассивно, без «привязки» к натрию. Если концентрация глюкозы в кишечнике очень высока, часть её «протекает» просто по градиенту (около 80% с транспортом натрия, остальное – облегченной диффузией).

Всосавшиеся моносахариды поступают в печень через воротную вену. Печень регулирует их дальнейшую судьбу: часть глюкозы хранит в виде гликогена, часть направляет в кровь по потребности других тканей. Если же глюкозы в избытке, печень может превращать её в жир (через процесс липогенеза). Инсулин – гормон поджелудочной железы – тут ключевой регулятор: он сигнализирует клеткам (особенно мышцам и жировой ткани) «открыть ворота» для глюкозы. Без инсулина мышцы и жировые клетки не могут эффективно забирать глюкозу из крови.

Стоит отметить: фруктоза в печени идет другим путем. Большая часть фруктозы превращается в гликоген или жир именно в печени. Поэтому чрезмерное потребление фруктозы (например, в виде питьевых добавок) может стимулировать жировое накопление в печени и повышать триглицериды.

Итак, резюмируем: после еды сахар быстро попадает в кровь, вызывает выброс инсулина, и глюкоза расходуется на энергию или запасается. Оставшуюся часть пищи, в том числе избыток углеводов, организм хранит (сначала как гликоген, затем как жир). Большая волна инсулина и быстрая усвояемость «простых» сахаров приводят к тому, что чувство сытости наступает кратковременно – мы снова хотим есть. Для сравнения, сложные углеводы и клетчатка медленнее усваиваются и дольше подавляют голод.

Глава 4. Сладкий вкус и мозг

Сладкое мы любим с рождения. Во рту на языке есть специальные рецепторы (белки T1R2/T1R3), которые распознают сахар и сообщают о «вкусном». Но основное действие происходит в мозге: сладкий вкус активирует систему вознаграждения. Когда мы едим сахар или другие быстрые углеводы, мозг выделяет дофамин и другие нейромедиаторы, вызывающие чувство удовольствия. Именно за счёт этого у нас появляется желание съесть ещё кусочек конфеты или выпить кружку какао. Как отмечают эксперты, «сладкий вкус сам по себе вызывает у нас чувство награды». «Ученые доказали, что сахар действует на мозг как наркотик».

Скорость и сила этого «вознаграждения» в мозге сравнима с эффектом многих привычных стимулов. Исследования показали, что уже после нескольких дней употребления очень сладкой воды у животных меняются дофаминовые и опиоидные системы мозга. Схожим образом, словно легкий наркотик, сахар высвобождает нейротрансмиттеры, связанные с ощущениями счастья и благополучия. Поэтому часто говорят, что сахар «привыкает»: когда его много, естественные источники радости (физические нагрузки, социальное взаимодействие, новые впечатления) отходят на второй план.