Голодание, часть 1.
Как я и обещал, предлагаю вашему вниманию обзор темы «голодание». К сожалению, для того, чтобы изложить ключевые моменты, которые потом можно использовать как справочный источник по теме, мне пришлось снова пойти на создание «сериала». Во второй части нам предстоит узнать, действительно ли голодание обеспечивает лечебный эффект, за счет чего, и в каких случаях можно использовать голодание для лечения, но прежде чем перейти к этим вопросам нужно понять, какие же биохимические и физиологические изменения происходят в организме во время голодания.
Физиология
Как известно из школьного курса физики, по причине существования закона сохранения вещества и энергии, вечный двигатель создать невозможно. Человеческий организм также существует за счет поступления вещества и энергии извне, которые он использует на свои нужды. Если прекратить поступление вещества и энергии, то человеческий организм может существовать весьма ограниченное время, измеряемое неделями, которое зависит от количества и качества запасов в организме.
С едой в организм поступают три основных вида нутриентов: белки (аминокислоты), жиры и углеводы (глюкоза). Если эти питательные вещества потребляются в достаточных количествах, то питание организма преимущественно происходит за счет них. Преимущественно, но не полностью - в любых условиях в организме происходит и эндогенное питание, т.е. питание за счет внутренних ресурсов.
Поэтому в таком нормальном режиме в поджелудочной железе вырабатывается больше инсулина, который нужен для усвоения глюкозы, чем глюкагона, который нужен для ее образования из внутренних запасов, а баланс других анаболических (строящих) и катаболических гормонов зависит от текущей потребности организма. Другими словами, физиология организма подчинена его нуждам, а питание их обеспечивает.
Избыток питательных веществ превращается в запасы. Для этого они специальным образом «упаковываются».
Организм запасает два типа соединений - углеводы в виде гликогена в печени и мышцах, и жиры. При этом, более качественным и эффективным источником энергии являются углеводы (их можно сравнить с бензином), но их запас невелик; жиры же менее качественный источник энергии (типа дров) - но их можно запасти больше.
Белки в норме организм не запасает, некоторое их количество всегда есть в крови, другая часть находится в мышцах и органах. Поэтому повышение потребления белков не приведет к увеличению мышечной массы, на это нужно «разрешение» соответствующих анаболических гормонов.
Патофизиология
Голодание является типичным патофизиологическим процессом, все происходящее при нем неплохо изучено и описано на физиологическом и биохимическом виде.
Когда поступление пищи прекращается, организм переключается на эндогенное питание - употребляет собственные запасы, хотя точнее было бы сказать, что поедает сам себя.
Баланс гормонов тоже меняется - выработка глюкагона начинает преобладать над выработкой инсулина. Главенствующим условием существования организма становится пища (точнее ее отсутствие), а его функционирование происходит в компромиссе с необходимой экономией.
Наиболее важным в этой ситуации для взрослого организма является обеспечение энергией (у взрослых органы уже построены, и нужна энергия на их существование; у растущего организма, у детей например, дефицит питательных веществ может привести к нарушению развития органов).
При переходе на эндогенное питание, что наблюдается при полном голодании, организм начинает расщеплять собственные ткани ради получения энергии. В первую очередь расходуются запасы углеводов - гликоген в печени и мышцах. Когда гликоген заканчивается (как раз на 2-3 день голодания), организм начинает искать другие источники энергии.
Идеальный источник энергии - это глюкоза. Проблема в том, что ее запасы в организме весьма ограничены. Запас глюкозы в виде гликогена в мышцах, а это 2/3 всего гликогена, может быть использован только самими мышцами. Гликоген печени, который является оставшейся третью запасов, может использоваться для обеспечения энергией всего организма. Этот запас составляет порядка 50-200 гр., а только на нужды мозга необходимо 100 гр. глюкозы в сутки. Общего запаса глюкозы хватает на 16-18 часов голодания.
Еще два источника энергии для организма - это жирные кислоты, которые образуются в результате расщепления жира, а также кетоновые тела, которые образуются из жирных кислот в печени.
Все бы было хорошо, если бы в случае голодания организм мог ограничиться только жирами - мы бы просто красиво худели, избавляясь от подкожного жира. Однако дела обстоят иначе.
Во-первых, ни жирные кислоты, ни кетоновые тела сами по себе не могут метаболировать в организме - для их превращения в энергию все равно нужна глюкоза. У биохимиков это называется «жиры горят в пламени углеводов», т.е. даже когда используются дрова, для их растопки нужен бензин.
Кстати, один из минусов перехода на эндогенное питание является то, что кетоновые тела весьма токсичны, хотя некоторые поклонники голодания толи по незнанию, толи в попытке обернуть все феномены в подтверждение своих гепотез, утверждают, что та интоксикация, что происходит в период кетоацидоза при голодании - это очищение. Мол это те шлаки, что удалось вывести из организма.
Кроме того, есть некоторые ткани организма, которые без глюкозы существовать не могут, это такие важные органы, как нервная система, эритроциты и кора надпочечников. Причина этому - полное отсутствие запасов глюкозы в этих органах, поэтому даже при переходе на питание кетоновыми телами они требуют глюкозу.
Где же можно взять глюкозу?
Процесс образования глюкозы из других веществ в организме называется глюконеогенезом. Для создания глюкозы подходит лишь несколько веществ. Например, молочная кислота, которая образуется из глюкозы в мышцах, пока не закончатся запасы гликогена, отправляется в печень, где из нее создается новая глюкоза для всего организма. Однако этот источник недоступен уже через сутки голодания (а при активном образе жизни намного раньше).
Глюкозу можно добыть из глицерина, который образуется при расщеплении жиров, но, к сожалению, очень небольшое количество.
В этой ситуации главным субстратом для создания глюкозы становятся аминокислоты. А это значит, что начинают разрушаться самые ценные запасы организма - белки. Основной источник таких аминокислот - это скелетные мышцы, однако и другие органы и ткани организма начинают разрушаться ради получения глюкозы.
Именно по этой причине отмечается, что у полных людей смерть в ходе голодания в некоторых случаях наступает при истощении мышечной массы, еще до окончания жировых запасов.
Теория омолаживающего апоптоза
Есть такая распространенная версия, что якобы для получения энергии организм во время голодания использует больные и одряхлевшие клетки - происходит их апоптоз, и это очищает и омолаживает организм. Очень распространенная среди сторонников ненаучного лечебного голодания, эта теория не имеет научного обоснования.
Апоптоз происходит в наших организмах каждый день, тысячи клеток умирают и тысячи новых образуются. Кровь в человеческом организме полностью обновляется в течении месяца, ткань сердца - за полгода, костная ткань - за два года. а «реинкарнацию» печени уходит 1-1,5 года. Красные кровяные тельца обновляются раз в 3-4 месяца. Эпидермис обновляется раз в две недели. Клетки на поверхности желудка - раз в пять дней. При этом есть и группы клеток, которые практически не подлежат обновлению. К ним относятся некоторые клетки сердечной мышцы и головного мозга, а также глазные хрусталики.
Таким образом, обновление организма происходит постоянно, и запрограммировано природой.
В то же время, самые большие потери белка происходят именно в мышечной ткани, и причина этому не повышенное количество в ней дряхлых и больных клеток, а то, что это наиболее безопасный способ «изъять белки» из органов и тканей организма.
Важно помнить, что после голодания, даже если питаться полноценно, восстанавливаться белки мышечной системы будут плохо, особенно у женщин, которым физиологически свойственен низкий уровень анаболических гормонов.
На место погибших в результате голодания клеток приходит либо жир, либо соединительная ткань (рубец).
Итак, мы разобрали основные физиологические и биохимические процессы, которые происходят при голодании. В следующей статье мы поговорим о том, действительно ли голодание обладает лечебным воздействием, о причинах этого воздействия, в каких случаях стоит его применять, и какие опасности таит этот метод.
А пока подытожим основные тезисы:
- Голодание - это типичный патофизиологический процесс, который вносит существенные изменения в работу организма;
- При голодании организм переходит на эндогенные источники питания, т.е. начинает поедать сам себя;
- Основными источниками энергии в организме является глюкоза в виде гликогена, и жир, из которого могут образовываться жирные кислоты и кетоновые тела для питания органов и тканей;
- Запас глюкозы очень маленький, и его хватает примерно на сутки существования без пищи;
- Основным источником получения глюкозы, без которой организм существовать не может, становятся аминокислоты, которые образуются при разрушении собственных белков организма.
Физиология
Как известно из школьного курса физики, по причине существования закона сохранения вещества и энергии, вечный двигатель создать невозможно. Человеческий организм также существует за счет поступления вещества и энергии извне, которые он использует на свои нужды. Если прекратить поступление вещества и энергии, то человеческий организм может существовать весьма ограниченное время, измеряемое неделями, которое зависит от количества и качества запасов в организме.
С едой в организм поступают три основных вида нутриентов: белки (аминокислоты), жиры и углеводы (глюкоза). Если эти питательные вещества потребляются в достаточных количествах, то питание организма преимущественно происходит за счет них. Преимущественно, но не полностью - в любых условиях в организме происходит и эндогенное питание, т.е. питание за счет внутренних ресурсов.
Поэтому в таком нормальном режиме в поджелудочной железе вырабатывается больше инсулина, который нужен для усвоения глюкозы, чем глюкагона, который нужен для ее образования из внутренних запасов, а баланс других анаболических (строящих) и катаболических гормонов зависит от текущей потребности организма. Другими словами, физиология организма подчинена его нуждам, а питание их обеспечивает.
Избыток питательных веществ превращается в запасы. Для этого они специальным образом «упаковываются».
Организм запасает два типа соединений - углеводы в виде гликогена в печени и мышцах, и жиры. При этом, более качественным и эффективным источником энергии являются углеводы (их можно сравнить с бензином), но их запас невелик; жиры же менее качественный источник энергии (типа дров) - но их можно запасти больше.
Белки в норме организм не запасает, некоторое их количество всегда есть в крови, другая часть находится в мышцах и органах. Поэтому повышение потребления белков не приведет к увеличению мышечной массы, на это нужно «разрешение» соответствующих анаболических гормонов.
Патофизиология
Голодание является типичным патофизиологическим процессом, все происходящее при нем неплохо изучено и описано на физиологическом и биохимическом виде.
Когда поступление пищи прекращается, организм переключается на эндогенное питание - употребляет собственные запасы, хотя точнее было бы сказать, что поедает сам себя.
Баланс гормонов тоже меняется - выработка глюкагона начинает преобладать над выработкой инсулина. Главенствующим условием существования организма становится пища (точнее ее отсутствие), а его функционирование происходит в компромиссе с необходимой экономией.
Наиболее важным в этой ситуации для взрослого организма является обеспечение энергией (у взрослых органы уже построены, и нужна энергия на их существование; у растущего организма, у детей например, дефицит питательных веществ может привести к нарушению развития органов).
При переходе на эндогенное питание, что наблюдается при полном голодании, организм начинает расщеплять собственные ткани ради получения энергии. В первую очередь расходуются запасы углеводов - гликоген в печени и мышцах. Когда гликоген заканчивается (как раз на 2-3 день голодания), организм начинает искать другие источники энергии.
Идеальный источник энергии - это глюкоза. Проблема в том, что ее запасы в организме весьма ограничены. Запас глюкозы в виде гликогена в мышцах, а это 2/3 всего гликогена, может быть использован только самими мышцами. Гликоген печени, который является оставшейся третью запасов, может использоваться для обеспечения энергией всего организма. Этот запас составляет порядка 50-200 гр., а только на нужды мозга необходимо 100 гр. глюкозы в сутки. Общего запаса глюкозы хватает на 16-18 часов голодания.
Еще два источника энергии для организма - это жирные кислоты, которые образуются в результате расщепления жира, а также кетоновые тела, которые образуются из жирных кислот в печени.
Все бы было хорошо, если бы в случае голодания организм мог ограничиться только жирами - мы бы просто красиво худели, избавляясь от подкожного жира. Однако дела обстоят иначе.
Во-первых, ни жирные кислоты, ни кетоновые тела сами по себе не могут метаболировать в организме - для их превращения в энергию все равно нужна глюкоза. У биохимиков это называется «жиры горят в пламени углеводов», т.е. даже когда используются дрова, для их растопки нужен бензин.
Кстати, один из минусов перехода на эндогенное питание является то, что кетоновые тела весьма токсичны, хотя некоторые поклонники голодания толи по незнанию, толи в попытке обернуть все феномены в подтверждение своих гепотез, утверждают, что та интоксикация, что происходит в период кетоацидоза при голодании - это очищение. Мол это те шлаки, что удалось вывести из организма.
Кроме того, есть некоторые ткани организма, которые без глюкозы существовать не могут, это такие важные органы, как нервная система, эритроциты и кора надпочечников. Причина этому - полное отсутствие запасов глюкозы в этих органах, поэтому даже при переходе на питание кетоновыми телами они требуют глюкозу.
Где же можно взять глюкозу?
Процесс образования глюкозы из других веществ в организме называется глюконеогенезом. Для создания глюкозы подходит лишь несколько веществ. Например, молочная кислота, которая образуется из глюкозы в мышцах, пока не закончатся запасы гликогена, отправляется в печень, где из нее создается новая глюкоза для всего организма. Однако этот источник недоступен уже через сутки голодания (а при активном образе жизни намного раньше).
Глюкозу можно добыть из глицерина, который образуется при расщеплении жиров, но, к сожалению, очень небольшое количество.
В этой ситуации главным субстратом для создания глюкозы становятся аминокислоты. А это значит, что начинают разрушаться самые ценные запасы организма - белки. Основной источник таких аминокислот - это скелетные мышцы, однако и другие органы и ткани организма начинают разрушаться ради получения глюкозы.
Именно по этой причине отмечается, что у полных людей смерть в ходе голодания в некоторых случаях наступает при истощении мышечной массы, еще до окончания жировых запасов.
Теория омолаживающего апоптоза
Есть такая распространенная версия, что якобы для получения энергии организм во время голодания использует больные и одряхлевшие клетки - происходит их апоптоз, и это очищает и омолаживает организм. Очень распространенная среди сторонников ненаучного лечебного голодания, эта теория не имеет научного обоснования.
Апоптоз происходит в наших организмах каждый день, тысячи клеток умирают и тысячи новых образуются. Кровь в человеческом организме полностью обновляется в течении месяца, ткань сердца - за полгода, костная ткань - за два года. а «реинкарнацию» печени уходит 1-1,5 года. Красные кровяные тельца обновляются раз в 3-4 месяца. Эпидермис обновляется раз в две недели. Клетки на поверхности желудка - раз в пять дней. При этом есть и группы клеток, которые практически не подлежат обновлению. К ним относятся некоторые клетки сердечной мышцы и головного мозга, а также глазные хрусталики.
Таким образом, обновление организма происходит постоянно, и запрограммировано природой.
В то же время, самые большие потери белка происходят именно в мышечной ткани, и причина этому не повышенное количество в ней дряхлых и больных клеток, а то, что это наиболее безопасный способ «изъять белки» из органов и тканей организма.
Важно помнить, что после голодания, даже если питаться полноценно, восстанавливаться белки мышечной системы будут плохо, особенно у женщин, которым физиологически свойственен низкий уровень анаболических гормонов.
На место погибших в результате голодания клеток приходит либо жир, либо соединительная ткань (рубец).
Итак, мы разобрали основные физиологические и биохимические процессы, которые происходят при голодании. В следующей статье мы поговорим о том, действительно ли голодание обладает лечебным воздействием, о причинах этого воздействия, в каких случаях стоит его применять, и какие опасности таит этот метод.
А пока подытожим основные тезисы:
- Голодание - это типичный патофизиологический процесс, который вносит существенные изменения в работу организма;
- При голодании организм переходит на эндогенные источники питания, т.е. начинает поедать сам себя;
- Основными источниками энергии в организме является глюкоза в виде гликогена, и жир, из которого могут образовываться жирные кислоты и кетоновые тела для питания органов и тканей;
- Запас глюкозы очень маленький, и его хватает примерно на сутки существования без пищи;
- Основным источником получения глюкозы, без которой организм существовать не может, становятся аминокислоты, которые образуются при разрушении собственных белков организма.