Эксперименты с перееданием: неожиданные результаты

Предположение о том, что чрезмерное употребление пищи приводит к ожирению, очень легко проверить. Нужно взять группу добровольцев, начать их перекармливать и наблюдать за развитием событий. Если предположение верно, то у добровольцев должно развиться ожирение.

К счастью для нас, такие эксперименты уже проводились. В 1960-х годах доктор Итан Симс стал автором одного из самых громких и интересных исследований на эту тему. Он принуждал лабораторных мышей много есть и толстеть. Несмотря на изобилие корма, мышки ели ровно столько, сколько им нужно было для насыщения. После того как появлялось чувство сытости, никакие соблазны не могли заставить животных снова приняться за еду. У мышей не развивалось ожирение. Принудительное перекармливание приводило к увеличению скорости метаболизма, таким образом и в этом случае лишний вес не прибавлялся. Тогда Симс задал себе поразительно простой и вместе с тем гениальный вопрос: можно ли умышленно заставить человека набрать лишний вес? Этот обманчиво простой вопрос прежде никогда не был исследован учеными. А зачем искать ответ в лаборатории, если мы и так знаем ответ на него? Разумеется, переедание приводит к ожирению.

Но правда ли это? Симс пригласил для участия в эксперименте студентов из Университета Вермонта и дал им возможность есть все, что они пожелают, чтобы те в итоге набрали лишний вес. Но, несмотря на ожидания Симса и самих студентов, ожирение никак не наступало. Он оказался в полной растерянности, ведь в действительности человека не так легко заставить потолстеть.

Возможно, эта новость звучит странно, но давайте тщательнее ее обдумаем. Вспомните, когда вы в последний раз подходили к шведскому столу, ломившемуся от обилия разных угощений. Вот вы наелись так, что еда уже стоит в горле. Вы можете себе представить, что смогли бы закинуть в себя еще парочку свиных отбивных? Да, это было бы не просто. А вы когда-нибудь пробовали насильно кормить ребенка, который напрочь отказывается от еды? Он начинает кричать так, как будто его режут. На этом основании можно сделать вывод, что детей невозможно заставить переедать. Убедить человека осознанно есть слишком много – не такая простая задача, как может показаться.

У женщин скорость обмена веществ ниже, чем у мужчин. Но у всех метаболизм замедляется с течением времени: на 2-3 % каждые 10 лет, при этом мышечная масса уменьшается и заменяется жировой.

Доктор Симс поменял условия эксперимента. Он предположил, что студенты не набирали лишний вес оттого, что начали усиленно заниматься физическими упражнениями и сжигали все лишние килограммы. Поэтому следующим шагом стало обеспечение субъектов перееданием и ограничение их физической активности. Для этого эксперимента он отобрал нескольких заключенных из государственной тюрьмы Вермонта. Во время каждого приема пищи присутствовали наблюдатели и следили за тем, чтобы участники эксперимента съедали положенные 4000 ккал ежедневно. Физические нагрузки строго ограничивались.

Произошло кое-что интересное. Вес заключенных начал расти, но затем стабилизировался. В начале эксперимента заключенные были очень рады возможности съедать много калорий (3), но по мере того, как они толстели, им было все труднее переедать. Некоторые субъекты отказались продолжать участвовать в эксперименте.

Но некоторых заключенных удалось убедить съедать до 10 000 калорий в день! Через полгода оставшиеся в эксперименте заключенные набрали от 20 до 25 % лишнего веса. Но все же веса набралось значительно меньше, чем выходило из предварительных подсчетов. Каждый человек полнел по-своему и набирал разное количество килограммов. Что-то способствовало появлению этих различий, но это точно были не калории и не упражнения.

Причина была в метаболизме. Общий расход энергии у испытуемых повысился на 50 %. В начале эксперимента организм потреблял 1800 ккал, но постепенно дошел до 2700 ккал в день.

Тело старалось переработать избыток калорий, чтобы вернуться к своему первоначальному весу. Общий расход энергии, большую часть которого представляет основной обмен, нельзя принимать за постоянную величину. Интенсивность обмена энергии зависит от объема потребляемых калорий. По окончании эксперимента вес заключенных быстро и без особых усилий вернулся в прежнее состояние. Большинство испытуемых полностью избавились от лишних килограммов, появившихся во время исследования. Переедание не является причиной стабильной полноты. Точно так же, как недоедание не является залогом успешного похудения.

Доктор Симс провел еще одно исследование, для которого разделил субъектов на две группы. Он усиленно откармливал первую группу, в которой были только худые люди, до тех пор, пока у них не появилось ожирение. Во вторую группу попали люди с последней стадией ожирения, и исследователь предлагал им диету до тех пор, пока они немного не похудели. В итоге испытуемые из обеих групп достигли одинакового веса (4). В результате все испытуемые страдали ожирением, но представители первой группы на самом деле были худыми, а представители второй на самом деле были еще жирнее. Была ли разница в скорости общего обмена энергии в двух группах? Те, кто изначально были толще, сжигали в два раза меньше калорий чем те, кто изначально были худыми. Организм очень толстого человека стремился вернуться к своему первоначальному весу и замедлял скорость обмена веществ. А организм худого стремился снова похудеть и повышал интенсивность энергетического обмена.

Давайте снова вернемся к аналогии с тепловой электростанцией. Представим, что мы ежедневно получаем 2000 тонн угля и эти же 2000 тонн угля ежедневно сжигаем. И вдруг мы начали получать 4000 в день. Что теперь делать? Допустим, мы будем продолжать сжигать по 2000 тонн за день. Склады начнут наполняться углем до тех пор, пока место в них не кончится. Тогда наш начальник завопит: «Почему вы решили хранить уголь у меня в кабинете? Вы уволены!» Или же мы можем поступить умнее и начать сжигать по 4000 тонн ежедневно. Электростанция повысит свою производительность и не придется сваливать уголь на хранение в каждый угол. Начальник тогда скажет: «Отличная работа. Наша станция только что поставила рекорд по выработке электроэнергии. Вам светит повышение».

Организм человека реагирует согласно второму примеру, то есть умным способом. Увеличение объема потребляемых калорий сопровождается увеличением расходования энергии. С увеличением интенсивности общего энергообмена в организме появляется больше энергии.

Больше тепла – и мы чувствуем себя замечательно. После периода принудительного переедания разогнавшийся на высокую скорость метаболизм быстро уничтожает лишние килограммы жира. Физическая терморегуляция в состоянии покоя может брать на себя до 70 % от общей интенсивности энергетического обмена (5).

Результаты исследований, с которыми вы только что познакомились, не являются единственными в своем роде. На самом деле все эксперименты с перееданием заканчиваются приблизительно одинаково (6). В 1992 году было проведено еще одно исследование. В течение шести недель испытуемые съедали на 50 % больше калорий, чем им требовалось. Вес тела и жировая масса временно увеличились. Средняя скорость общего обмена энергии увеличилась на 10 % в ответ на появление лишних калорий. По окончании переедания и самого эксперимента вес испытуемых вернулся к норме, после чего общий обмен энергии упал до первоначальной скорости.

В заключении исследователи сообщили, что «есть прямые доказательства того, что некий физиологический сенсор улавливает колебания веса тела и старается вернуть вес в прежнее состояние».

Стоит похудеть, и тело будет стремиться снова обрести свои исходные, «нормальные» для него параметры, которые при ожирении из-за гормональной ошибки заданы неверно.

Не так давно доктор Фредерик Нистрем решил проверить, что будет, если участники его эксперимента начнут переедать фастфуд. Под его контролем они ежедневно съедали в два раза больше калорий, чем привыкли в обычной жизни (7). В среднем вес и масса тела участников увеличились на 9 %, а подкожного жира прибавилось на 18 %, что, можно сказать, уже никого не удивило. Но как себя в этом случае повел энергообмен? Ежедневный расход калорий увеличился на 12 %. Даже в ответ на чрезмерное увлечение самой опасной для фигуры и здоровья пищи наш организм пытается бороться и сжигает переизбыток полученных калорий.

Теория ожирения (переизбыток калорий равно переизбыток веса), которая прочно доминировала в течение последних пятидесяти лет и считалась непогрешимо верной, оказалась просто выдумкой.

И если переизбыток калорий не приводит к появлению лишних килограммов, то ограничение калорий не может гарантировать избавление от них.

Нормальный вес тела

Человек может временно принудить свое тело весить больше, чем нужно, если начнет съедать слишком много калорий. Через некоторый период времени вес возвращается к норме, потому что лишние килограммы растворяются под действием ускоренного обмена веществ. Таким же образом вы можете заставить свое тело весить меньше обычного, если ограничите потребление калорий. Через некоторый период времени вес вернется к норме, потому что ушедшие килограммы накопятся под действием замедленного обмена веществ.

Так как похудение вызывает замедление метаболизма, многие люди, страдающие ожирением, полагают, что у них замедленный процесс обмена веществ. Но в ходе экспериментов было доказано обратное (8). Худые испытуемые в среднем затрачивали 2404 ккал на свою жизнедеятельность, а толстые – 3244 килокалории, и это несмотря на то, что они проводили меньше тренировок. Тело с ожирением не стремилось накопить лишний жир, а наоборот стремилось избавиться от него и расходовало больше энергии. Так почему же у людей с ожирением появляется жир?

Чтобы это понять, мы должны обратиться к фундаментальной биологической способности организма к саморегуляции – гомеостазу. В 1984 году доктора Кизи и Корбетт предположили, что существует некое «установленное значение» веса тела и жировой массы (9). Гомеостатический механизм защищает нормальный вес тела от изменений как в большую, так и в меньшую сторону. Если вес тела снижается относительно установленного значения нормального веса, то активизируются компенсаторные механизмы, и вес начинает расти. Если вес тела начинает превосходит установленное значение, то компенсаторные механизмы помогают снова вернуть его к норме.

Проблема ожирения заключается в том, что параметры «нормального» тела заданы неправильно. Гомеостаз ориентируется на слишком высокое заданное значение.

Рассмотрим пример. Предположим, что наш нормальный вес равняется 90 кг. Благодаря ограничению съедаемых калорий мы на короткое время похудеем до 81 кг. Если установленное значение оптимального веса равняется 90 кг, то организм начнет совершать попытки вернуться к нему и будет разжигать аппетит. Повысится концентрация грелина и понизится концентрация гормонов сытости (амилин, пептид YY и холецистокинин). В то же время снизится скорость общего обмена энергии. Метаболизм замедлится. Упадет температура тела, снизится частота сердечных сокращений, понизится артериальное давление, и все это произойдет ради того, чтобы сохранить энергию в теле. Мы будем чувствовать голод, холод и усталость – с этими состояниями хорошо знакомы те, кто сидит на диете.

К сожалению, в конце концов вес возвращается к установленному значению в 90 кг. Такой печальный итог тоже знаком тем, кто пробовал диеты. Повышенный аппетит – это не причина появления лишнего веса, а его следствие.

Переедание не делает нас толстыми. Полнота тела заставляет нас переедать. Переедание – это не личное предпочтение, а гормонально обусловленная поведенческая активность, естественное последствие повышения концентрации гормона голода в крови. Тогда вопрос должен звучать так: отчего возникает полнота тела? Другими словами, почему заданное значение веса стоит слишком высоко?

Установленное значение нормы работает и в обратном направлении. Если мы начнем переедать, то быстро потолстеем до 100 кг. Если заданное значение веса равняется 90 кг, то организм запустит процессы, которые помогут сбросить лишний вес. Аппетит снизится. Скорость метаболизма возрастет, чтобы переработать избыточные калории. В результате лишний вес уйдет.

Нельзя воспринимать наше тело как ручные весы, которые балансируют между потребляемыми и сжигаемыми калориями. Более точным будет сравнение нашего тела с термостатом. Установленное значение веса тела – это та отметка, которую организм будет отчаянно защищать от любых колебаний. В 1995 году эту концепцию блестяще подтвердил Рудольф Лейбель (10). Добровольцев, принявших участие в эксперименте, принудительно перекармливали или недокармливали, чтобы получить увеличение или уменьшение веса тела. Сначала участники переедали и набрали 10 % лишнего веса. Затем их перевели на диету, чтобы вернуть нормальный вес. И затем в результате недоедания испытуемые похудели на 10 или даже 20 % от своего нормального веса. При этом на каждом этапе эксперимента ученые фиксировали интенсивность энергообмена.

Когда вес испытуемых вырос на 10 %, суточная норма сжигаемых калорий возросла на 500 ккал. Как и ожидалось, организм начал сжигать переизбыток калорий. Когда вес вернулся в норму, скорость метаболизма снизилась до исходного состояния. Когда испытуемые похудели на 10 и 20 % то организм сократил суточное потребление энергии на 300 ккал. Недоедание не повлекло за собой ожидаемого экстремального похудения, потому как отсутствие достаточного количества пищи компенсировалось сокращением энергозатрат. Исследование Лейбеля было революционным, потому что благодаря ему произошло формирование новой парадигмы ожирения.

Не удивительно, что нам так тяжело похудеть! Диеты хорошо помогают только вначале, но потом, по мере похудения, метаболизм замедляется. Компенсаторные механизмы включаются практически мгновенно и способны работать бесконечно.

Мы вынуждены все строже и строже ограничивать себя в пище уже не для того, чтобы похудеть, а только чтобы не набрать вес снова. Если мы не будем продолжать себя ограничивать, то вес стабилизируется и затем начнет постепенно ползти вверх. Это знает каждый, кто пробовал худеть с помощью диеты. (Набрать лишний вес тоже тяжело, но обычно людей не расстраивает эта проблема, может быть, только борцы сумо могут быть этим обеспокоены). Практически каждое диетологическое исследование последнего столетия приносит одинаковые результаты. Теперь мы это знаем.

Обмен веществ во время диеты замедляется, и чтобы скинуть еще пару килограммов, приходится еще туже затягивать пояс, но в какой-то момент вес все равно стабилизируется и ползет вверх.

Давайте подробнее разберем аналогию с термостатом. Нормальная комнатная температура составляет 21 градус Цельсия. Если термостат на системе кондиционирования поставить на 0 градусов, то нам будет слишком холодно. В попытке согреться мы вспоминаем первый закон термодинамики и решаем, что температура в доме зависит от соотношения получаемого/расходуемого тепла. Как любой другой физический закон, закон термодинамики неумолим. Так как нам нужно получить больше тепла, мы покупаем портативный обогреватель и включаем его в сеть. Но получаемое тепло – это лишь непосредственная причина повышения температуры. Сперва температура в комнате повышается в ответ на появление обогревателя. Но вскоре термостат улавливает повышение температуры и включает кондиционер. Кондиционер и обогреватель ведут друг с другом борьбу до тех пор, пока обогреватель не выходит из строя. Температура в комнате возвращается к отметке 0 градусов.

Причина неудачи заключается в том, что мы сосредоточились на непосредственной, а не на первичной причине возникшей проблемы. Первичной причиной низкой температуры в комнате было низкое заданное значение термостата. Мы совершили ошибку, не признав, что дом обладает механизмом саморегуляции (термостатом) и всегда стремится поддерживать температуру в 0 градусов. Вместо этого нам необходимо было найти контрольную панель термостата и повысить заданное значение до 21 градуса, а не устраивать битву между обогревателем и кондиционером.

Соблюдать диету тяжело, а еще тяжелее удержать ее эффект. Это происходит потому, что мы вынуждены сражаться с собственным телом. Мы худеем, а тело стремится снова поправиться. Мы поступим умнее, если доберемся до контрольной панели гомеостаза и введем новое необходимое нам заданное значение. В этом заключается наша основная задача. Так как ожирение возникает из-за высокого заданного значения веса тела, то чтобы вылечить его, надо понизить это значение. Но как поменять значение на нашем внутреннем термостате? Поиск ответов привел нас к открытию лептина.