Правильно ли мы поступаем в продовольственном магазине, когда, прежде чем купить тот или иной продукт, смотрим на его энергетическую ценность и мысленно подсчитываем, превысит ли она выделенный нам дневной лимит по калориям? В целом да, но оказалось, что система, по которой считаются эти самые калории, устарела, а ошибки в подсчетах могут привести к неожиданному результату.

Система позапрошлого века

Калория -- внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 мл воды на 1градус Цельсия при стандартном атмосферном давлении 101,325 кПа.

Обычно взрослому человеку, который не занят тяжелым физическим трудом или спортом, требуется около 2000--2500 килокалорий в день. Для мужчин, конечно, больше.

Идея, что здоровый вес зависит в основном от количества употребленных и потом израсходованных калорий, конечно, правильная. Чем меньше эта разница, тем ближе вес человека к норме и, следовательно, тем лучше он себя чувствует.

Американцы подсчитали, что проблема лишнего веса обходится стране в 147 млрд долл. ежегодно, т.е. составляет 9,1% от всех затрат на здравоохранение.

Одним из средств борьбы с излишним весом является информация о покупаемом продукте. Точнее, сведения о его энергетической ценности, которые указываются на упаковке и этикетках. Однако некоторые ученые считают, что информация о количестве калорий, содержащихся в продуктах, не соответствует действительности и может привести к печальным результатам. По мнению скептиков, подсчет энергетической ценности продуктов, указываемой на этикетках, основан на устаревших и неточных принципах и вводит покупателей в заблуждение. По некоторым продуктам количество калорий, потребляемых человеком, расходится с тем, что указано на продукте, процентов на 25, причем, в обе стороны. И если данные завышены, то недобор калорий идет только на пользу организму. Но а если занижены?

Например, придя в магазин, вы подходите к прилавку с кондитерскими изделиями и не верите своим глазам: на этикетке пирожного написано 250 ккал, а на батончике мюсли -- 300. Опыт подсказывает, что мюсли все-таки полезнее, чем пирожное, но магия цифр делает свое дело, и вы выбираете то, что, по-вашему, менее калорийно (ориентируясь, конечно, на цифры). На самом деле при подсчете калорий не учтена очень важная поправка. А именно то, сколько организм потратит энергии на переработку того или иного продукта. На пирожное получается меньше. Соответственно и калорий организму достанется больше. В этом-то и есть главный недостаток старой системы подсчета.

Поэтому не приходится удивляться, что многие приверженцы здорового питания, несмотря на все предпринимаемые усилия, терпят поражение в сражении с лишним весом. Использование неточной информации может свести на нет эффективность любой диеты и со временем привести человека к избыточному весу.

Во всем мире калории считают по системе, предложенной в конце XIX века американским химиком Уилбуром Олином Этуотером (1844--1907), который составил таблицы энергетической ценности продуктов. Он рассчитывал число калорий, сжигая небольшие количества тех или иных продуктов в калориметре и замеряя объем энергии, освободившейся в виде тепла. После этого Этуотер вычислял, сколько энергии использовал организм, отнимая из энергетической ценности калории, которые содержатся в продуктах жизнедеятельности организма: в фекалиях и моче в виде мочевины, аммиака и органических кислот.

При помощи этого несложного метода Уилбур Этуотер подсчитал, что энергетическая ценность углеводов и белков составляет 4 ккал/г, а жиров -- 9 ккал/г. Именно этой методикой и данными с незначительными изменениями и пользуются производители продуктов питания, диетологи и все, кто не хочет набрать лишний вес.

Не сжигание, а переработка

Главный, пожалуй, по мнению критиков методики Этуотера, недостаток заключается в том, что организм не сжигает продукты, как это делал американский химик, а разрушает их: механически за счет пережевывания и химически за счет реакций, происходящих в кишечнике. Объем энергии, затраченной на переваривание, как в механической его составляющей, так и в химической зависит от перевариваемого продукта. Джеффри Ливсей, независимый диетолог из британского Норфолка, считает, что процесс переваривания может уменьшить объем энергии, полученной организмом в результате приема пищи, в зависимости от того, что съедено, на 5--25%.

«Эти потери калорий очень значительные, -- говорит он, -- но они никак не учитываются на этикетках и упаковках, где указывается только энергетическая ценность продуктов».

Возьмем, к примеру, клетчатку овощей и фруктов. Она не только обладает большей сопротивляемостью к механическому и химическому перевариванию по сравнению со всеми другими видами углеводов, но еще и обеспечивают энергией микробов, живущих в кишечнике. Ливсей пишет в «Американском журнале диетического питания», что множество неучтенных факторов снижает объем содержащейся в клетчатке энергии на 25% -- с 2 ккал/г до 1,5 ккал/грамм.

Точно так же, полагает Джеффри Ливсей, число калорий, которые согласно общепринятым таблицам Этуотера содержатся в 1 г белков, следует уменьшать с 4 ккал до 3,2 ккал/г, т.е. на 20%, потому что процесс превращения аммиака в мочевину при расщеплении белка на составляющие его аминокислоты требует большого объема энергии.

Новые расчеты, по его мнению, требуют снижения числа калорий, содержащихся в 1 г жиров, с 9 до 8,7 ккал, а углеводов -- с 4 до 3,2 ккал.

На первый взгляд, эти изменения незначительные, но за год они могут дать существенный прирост калорий, что в свою очередь сказывается на весе. Ученые, например, подсчитали, что превышение необходимой нормы всего на 20 ккал в день за год может дать примерно 1 кг жировых отложений.

Чем жестче, тем лучше

Главным фактором, влияющим на энергоемкость переваривания разных продуктов и питательных веществ, является их консистенция, или плотность. Взять, к примеру, углеводы. Шоколадное пирожное с орехами намного мягче орехового батончика и поэтому требует для переваривания значительно меньше энергии. Оставшиеся же калории чаще всего не сжигаются за счет физической активности, а откладываются в жировой прослойке.

Очень четкую связь между плотностью продуктов и весом установили японские ученые. В исследовании, результаты которого были опубликованы в 2003 году, группа биологов во главе с Киоко Ока из университета Кюшу в Фукуоке анализировала зависимость между плотностью продуктов питания и колебаниями веса. Ученые кормили одну группу крыс едой в виде твердых шариков, а вторую -- теми же шариками, но более мягкими. И те, и другие шарики содержали одинаковое число калорий и обладали одним и тем же вкусом. Единственная разница между ними состояла в том, что крысам из второй группы было легче их разжевывать. Через 22 недели эксперимента крысы, питавшиеся более мягкой пищей, стали набирать вес, у них появились значительные отложения брюшного жира.

«Плотность пищи, -- сделал вывод Киоко Ока, -- может быть очень важным фактором, предотвращающим или способствующим набору лишнего веса».

Похожие результаты принесло и исследование, проведенное на людях. Кентаро Мураками и Сатоши Сасаки, ученые из Токийского университета, наблюдали за 450 студентками и изучали их привычки в еде. Оказалось, что те женщины, которые едят более твердые продукты, имеют меньший вес и обладают более стройными фигурами по сравнению с теми, кто отдает предпочтение мягкой пище.

Плотность пищи сильно влияет на механическую составляющую процесса переваривания, потому что разжевывать мягкую еду легче, чем жесткую. Энергоемкость химических реакций в процессе переваривания пищи в основном зависит от ее состава. Если вернуться к примеру с пирожным и батончиком, то сразу бросается в глаза, что пирожное сделано из рафинированного сахара, который облегчает организму человека задачу извлечения из продуктов энергии по сравнению со сложными углеводами, содержащимися, скажем, в овсяной муке, из которой состоит, например, батончик из овсяных хлопьев. По методике Этуотера через кишечник проходит примерно 10% непереваренной пищи. Однако ученые уже больше 60 лет знают, что это не так. Организм не переваривает 30% с лишним пшеничной муки грубого помола. Что же касается наиболее используемой в наши дни хорошо размолотой муки, то она переваривается почти полностью. Так что продукты, сделанные из такой муки, например то же пирожное, отдают организму практически всю содержащуюся в них энергию.

Повара сделали нас людьми

Еще одним немаловажным фактором, влияющим на количество попадающих в организм калорий, является способ приготовления пищи. Методика подсчета энергетической ценности продуктов Этуотера этот важный фактор тоже игнорирует. Пытаясь понять, как приготовление пищи повлияло на эволюцию человечества, Ричард Рэнгэм, биологический антрополог из Гарвардского университета, заинтересовался тем, как связаны «готовка» и количество содержащихся в еде калорий. В недавно опубликованной книге «Как приготовление еды сделало нас людьми» Рэнгэм предполагает, что «кухня» значительно ускорила процесс эволюции человека, потому что позволяла получать больше калорий, а это в свою очередь дало возможность быстрее расти мозгу наших предков.

«Приготовление еды увеличивает ее энергетическую ценность, -- говорит Рэнгэм. -- Оно изменяет структуру продуктов на молекулярном уровне и облегчает организму человека задачу ее расщепления и извлечения из нее питательных веществ».

В растениях, например, большая часть энергии содержится в виде амилопектина, одного из основных полисахаридов крахмала, состоящего из разветвленных цепочек молекул глюкозы. Он имеет полукристаллическую структуру, не растворяется в воде и с трудом переваривается, но если нагревать продукты, содержащие крахмал, с водой, то кристаллическая структура начинает разрушаться. Гранулы крахмала впитывают воду, разбухают и через какое-то время лопаются. Амилопектин распадается на амилозу, другой вид полисахаридов крахмала, представляющий собой линейные или слаборазветвленные цепочки молекул глюкозы, которые легко перевариваются ферментом амилазой.

Приготовление значительно облегчает и переваривание мяса. Кислотам и ферментам, содержащимся в желудке, нелегко расщепить сложные, как бы сложенные в несколько раз трехмерные мясные белки, чем-то напоминающие оригами. Действие высокой температуры заставляет эти белки разворачиваться и понижает их сопротивляемость воздействию ферментов. В результате они распадаются на аминокислоты, которые в дальнейшем могут участвовать в образовании других белков, уже нужных для организма.

Для того чтобы определить, насколько приготовление пищи увеличивает ее энергетическую ценность, Ричард Рэнгэм обратился за помощью к Стивену Секору, специалисту по физиологии пищеварения из университета Алабамы. Секор по его просьбе проверил, как приготовленная и измельченная пища влияет на пищеварение и поглощение питательных веществ бирманскими питонами. Питоны могут показаться странным выбором для эксперимента, но это только на первый взгляд. Они идеально подходят для этой цели, потому что после приема пищи могут по несколько дней неподвижно лежать и переваривать ее. Это позволяет исключить множество посторонних факторов, способных влиять на изменения метаболических процессов.

Секор кормил гигантских змей четырьмя мясными блюдами: цельным стейком из сырого мяса, цельным поджаренным стейком, измельченным сырым стейком и измельченным поджаренным стейком. Оказалось, что обработка мяса при высокой температуре и измельчение уменьшает энергоемкость процесса его переваривания на 12,7 и 12,4% соответственно. Когда же ученый давал питонам измельченные и прожаренные стейки, то объем энергии, необходимый для их переваривания, уменьшался на 23,4%.

«Это существенное снижение энергозатрат на переваривание пищи, -- считает Стивен Секор. -- Большое количество калорий высвобождается и может быть направлено на другие цели, например на накопление глюкозы или жиров».

Секор экспериментировал не только с питонами. Мыши, которых кормили приготовленным мясом, через пять недель весили на 29% больше, чем мыши, питавшиеся сырым мясом. Освободившиеся калории у них так же, как у людей, в основном переходили в жиры.

В другом эксперименте Стивен Секор анализировал, как влияет термическая обработка на овощи. С этой целью он кормил бородатых ящериц сырой и сваренной морковью. Между питонами и бородатыми ящерицами есть одно существенное отличие -- ящерицы всеядны. Эта особенность позволяет проверить реакцию их пищеварительной системы при разных видах диеты: вегетарианской, мясной и комбинированной.

Считая число жевательных движений, которые делали бородатые ящерицы, прежде чем проглотить кусочек моркови, Секор пришел к выводу, что для того, чтобы разжевать сваренную морковь, им требовалось почти в два раза меньше жевательных движений, чем при питании сырой морковью. В пересчете на энергию и число калорий это означает снижение более чем на 40%.

Профессор Ричард Рэнгэм уверен, что связь между числом жевательных движений и весом четко прослеживается и у людей. Он считает, что наши далекие предки проводили за скучным, но очень полезным процессом пережевывания пищи по пять часов в день (42% от 12-часового дня). Сейчас же, говорит он, в силу того, что еда стала более мягкой, и ряда других причин люди (особенно, на Западе) глотают еду значительно быстрее, что и сказывается на объемах их талий. Мы в среднем пережевываем пищу... 36 мин. в день, т.е. в восемь раз меньше!

Менять или не менять?

Несмотря на большие колебания в количествах калорий, поступающих в организм человека для использования в полезных целях и складирования в виде жиров, ни одно из перечисленных выше соображений не находит своего отражения на этикетках и упаковках продуктов питания. Но если этикетки вводят людей в заблуждение относительно энергетической ценности съедаемых ими продуктов, то с этим, наверное, нужно что-то делать?

Большинство специалистов по питанию считает, что в этом нет ничего страшного. Диетологи признают, что существующая сейчас система подсчета числа калорий далеко не безупречна, но говорят, что система Этуотера проста для вычисления приблизительной энергетической ценности продуктов и в этом заключается главное ее преимущество. Они подчеркивают, что замена этой широко используемой устаревшей системы новой, которая будет учитывать последние открытия науки, потребует огромных затрат и исследований как на животных, так и на людях. Не следует забывать и о том, что система нанесения энергетической ценности на этикетки резко усложнится и что покупатели будут привыкать к изменениям очень долго. Но самое главное, по их мнению, состоит в том, что все эти дорогостоящие и трудоемкие изменения дадут совсем незначительный эффект для здоровья людей, явно неадекватный усилиям.

Еще в 2002 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) собрала группу известных специалистов по питанию, в которую входил и Джеффри Ливсей. Им поручили определить целесообразность внесения изменений в систему нанесения энергетической ценности на этикетки продуктов, чтобы они более полно отражали, сколько энергии уходит на процесс переваривания той или иной пищи. За исключением Ливсея, члены комиссии предложили оставить все без изменений, потому что, писали они в своем заключении: «возникающие в результате изменений проблемы значительно перевесят выгоды от их проведения».

Ливсей с этой точкой зрения не согласен. Он убежден, что система подсчета энергетической ценности продуктов Этуотера нуждается в серьезных изменениях и обязательно должна учитывать энергию, необходимую для переваривания продуктов питания.

Ричард Рэнгэм поддерживает Джеффри Ливсея и для уточнения подсчета калорий для разных продуктов предлагает разработать систему, которая бы пусть и грубо, но учитывала, сколько калорий высвободится при том или ином способе приготовления продуктов. На этикетке к стейку, говорит он, например, можно писать, сколько в нем будет калорий, если его прожарить сильно, средне или слегка, с кровью.

Следует отметить, что даже Джеффри Ливсей, главный критик существующей сейчас системы подсчета энергетической ценности продуктов, не надеется, что предлагаемые им изменения помогут решить проблемы с лишним весом. Тем не менее он полагает, что приведение системы подсчета в соответствие с данными современной науки и указание на этикетках исправленных цифр позволят людям, следящим за своим питанием и весом, более правильно подходить к выбору продуктов и диеты.